JMM（Java内存模型）详解
JMM介绍
1.什么是JMM？
JMM 是Java内存模型（ Java Memory Model），简称JMM。它本身只是一个抽象的概念，并不真实存在，它描述的是一种规则或规范。通过这组规范，定义了程序中对各个变量（包括实例字段，静态字段和构成数组对象的元素）的访问方式。
计算机在执行程序时，每条指令都是在CPU中执行的。而执行指令的过程中，势必涉及到数据的读取和写入。由于程序运行过程中的临时数据是存放在主存（物理内存）当中的，这时就存在一个问题，由于CPU执行速度很快，而从内存读取数据和向内存写入数据的过程，跟CPU执行指令的速度比起来要慢的多（硬盘 < 内存 <缓存cache < CPU）。因此如果任何时候对数据的操作都要通过和内存的交互来进行，会大大降低指令执行的速度。因此在CPU里面就有了高速缓存。也就是当程序在运行过程中，会将运算需要的数据从主存复制一份到CPU的高速缓存当中，那么CPU进行计算时，就可以直接从它的高速缓存中读取数据或向其写入数据了。当运算结束之后，再将高速缓存中的数据刷新到主存当中。
2.JMM的三大特性：
1.原子性
一个或多个操作，要么全部执行（执行的过程是不会被任何因素打断的），要么全部不执行。
2.可见性
只要有一个线程对共享变量的值做了修改，其他线程都将马上收到通知，立即获得最新值。
3.有序性
有序性可以总结为：在本线程内观察，所有的操作都是有序的；而在一个线程内观察另一个线程，所有操作都是无序的。前半句指 as-if-serial 语义：线程内似表现为串行，后半句是指：“指令重排序现象”和“工作内存与主内存同步延迟现象”。处理器为了提高程序的运行效率，提高并行效率，可能会对代码进行优化。编译器认为，重排序后的代码执行效率更优。这样一来，代码的执行顺序就未必是编写代码时候的顺序了，在多线程的情况下就可能会出错。
在代码顺序结构中，我们可以直观的指定代码的执行顺序, 即从上到下按序执行。但编译器和CPU处理器会根据自己的决策，对代码的执行顺序进行重新排序，优化指令的执行顺序，提升程序的性能和执行速度，使语句执行顺序发生改变，出现重排序，但最终结果看起来没什么变化（在单线程情况下）。
有序性问题 指的是在多线程的环境下，由于执行语句重排序后，重排序的这一部分没有一起执行完，就切换到了其它线程，导致计算结果与预期不符的问题。这就是编译器的编译优化给并发编程带来的程序有序性问题。
Java 语言提供了 volatile 和 synchronized 两个关键字来保证线程之间操作的有序性，volatile 是因为其本身包含“禁止指令重排序”的语义，synchronized 是由“一个变量在同一个时刻只允许一条线程对其进行 lock 操作”这条规则获得的，此规则决定了持有同一个对象锁的两个同步块只能串行进入。
3.关于同步的规定：
1.线程解锁前，必须把共享变量的值刷新回主内存。
2.线程加锁前，必须将主内存的最新值读取到自己的工作内存。
3.加锁解锁是同一把锁。
4.解释说明
在JVM中，栈负责运行（主要是方法），堆负责存储（比如new的对象）。由于JVM运行程序的实体是线程，而每个线程在创建时，JVM都会为其创建一个工作内存（有些地方称为栈空间），工作内存是每个线程的私有数据区域。而JAVA内存模型中规定，所有变量都存储在主内存中，主内存是共享内存区域，所有线程都可以访问。
但线程对变量的操作（读取赋值等）必须在自己的工作内存中进行。首先要将变量从主内存拷贝到自己的工作内存空间，然后对变量进行操作，操作完成后，再将变量写回到主内存。由于不能直接操作主内存中的变量，各个线程的工作内存中存储着主内存中的变量副本，因此，不同的线程之间无法直接访问对方的工作内存，线程间的通信（传值）必须通过主内存来完成。
参考：
