Java内存模型-JMM

• JMM
  • JMM与JVM内存结构
  • 指令重排
  • 原子性
  • 可见性
  • 主内存与工作内存
    • 关系

介绍什么是Java内存模型，和JVM的区别和联系

JMM

JMM与JVM内存结构

• JVM内存结构包括六个部分：堆，方法区（这两者是每个线程私有的），虚拟机栈（Java方法服务），本地方法栈（Native方法服务），程序计数器
• JMM是和多线程相关的一组规范，保证不同JVM运行同一段代码的结果相同，JMM最重要的三点：重排序，原子性，内存可见性

指令重排

JVM和CPU有时为了优化处理速度，会对实际指令执行的顺序进行调整。如下所示：

重排分为三种情况：

1. 编译器优化
2. CPU重排
3. 内存重排

原子性

Java中的原子操作：

• 除了 long 和 double 之外的基本类型（int、byte、boolean、short、char、float）的读/写操作，都天然的具备原子性；
• 所有引用 reference 的读/写操作；
• 加了 volatile 后，所有变量的读/写操作（包含 long 和 double）；
• 在 JUC原子类中的一部分方法是具备原子性的，比如 AtomicInteger 的 incrementAndGet 方法。
• long和double的读写非原子性操作是因为：它们占用64位的空间，可能被拆分成两个32位进行操作。不过现在主流JVM都会把64位数据的读写作为原子操作。

可见性

图中write()方法是将x赋值为1，read()为读取x，可以看出x初始值为0，对于线程1、2的工作内存而言，都可以从主内存中获取该值。然后线程1执行write()方法将x改成1，这个步骤发生在线程1的工作内存中，所以主内存x依旧为0，因此对于线程2察觉不到x的变化，这就是可见性问题。

主内存与工作内存

共享变量的可见性问题根本上是由CPU与内存之间的多级缓存层引起的。

• 主内存放的是共享变量
• 工作内存放的是共享变量的副本

关系

1. 所有变量存储在主内存中，每个线程有独立的工作内存
2. 线程不能直接读写主内存中的变量，可以操作自己的工作内存的变量，然后同步到主内存
3. 线程间需要通信必须借助主内存中转