Java内存模型

出处：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/

Java内存模型（Java Memory Model，JMM）

内存模型规定：

1. 所有的变量都是存在主存当中（类似于物理内存）
2. 每个线程都有自己的工作内存（类似于高速缓存）
3. 线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行，而不能直接对主存进行操作。
4. 每个线程不能访问其他线程的工作内存。

缓存一致性（Cache coherence）问题

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读取数据和向其中写入数据，当运算结束之后，再将高速缓存中的数据刷新到主存当中

在一个系统中，当许多不同的设备共享一个共同存储器资源，在高速缓存中的数据不一致，就会产生问题。也就是说如果一个变量在多个CPU中都存在缓存（一般在多线程编程时才会出现），那么就可能存在缓存不一致的问题。

缓存一致性可以分为三个层级：

• 在进行每个写入运算时都立刻采取措施保证数据一致性
• 每个独立的运算，假如它造成数据值的改变，所有进程都可以看到一致的改变结果
• 在每次运算之后，不同的进程可能会看到不同的值（这也就是没有一致性的行为）

为了解决缓存不一致性问题，通常来说有以下2种解决方法：

1.通过在总线加LOCK锁的方式

2.通过缓存一致性协议。

最出名的就是Intel 的MESI协议，MESI协议保证了每个缓存中使用的共享变量的副本是一致的。

它核心的思想是：当CPU写数据时，如果发现操作的变量是共享变量，即在其他CPU中也存在该变量的副本，会发出信号通知其他CPU将该变量的缓存行置为无效状态，因此当其他CPU需要读取这个变量时，发现自己缓存中缓存该变量的缓存行是无效的，那么它就会从内存重新读取。

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参考资料

• 百度百科：缓存一致性
• Java并发编程：volatile关键字解析