JMM Java内存模型

一 硬件内存架构

CPU处理速度远大于内存处理速度，因此中间设置有高速缓存（cache，可以有多级）。这样会引发数据的一致性问题，即对于共享的数据而言，怎样保证各个CPU拿到的一致。

解决方案：

1. 总线加锁。优点：实现简单；缺点：降低CPU吞吐量。

2. 缓存一致性协议（MESI）

当CPU在CACHE中操作数据时，如果该数据是共享变量，数据在CACHE读到寄存器中，进行新修改，并更新内存数据

CACHE  LINE置无效，其他的CPU就从内存中读数据。

 

二 JMM

JMM，即JAVA内存模型，是一种规范，是一个概念。

JMM将内存分为两类：共享内存（主内存）和工作内存（工作空间）。

1. 共享内存：所有线程共享的内存空间。

2. 工作内存：线程私有的内存空间。

对于引用对象而言，引用的地址放在工作内存，引用的对象放在堆中。

3. 工作方式

• 线程修改私有数据，直接在工作空间修改
• 线程修改共享数据，把数据复制到工作空间中去，在工作空间中修改，修改完成以后，刷新内存中的数据

三 JMM与硬件内存的对应关系

四 JMM要保证的3个特性

原子性：不可分割

可见性：线程只能操作自己工作空间中的数据，对于共享数据，有线程修改了其值，如何保证其他线程可见。

有序性：程序中的顺序不一定就是执行的顺序：编译重排序、指令重排序（目的是 提高效率）

 

JMM如何保证原子性的方式： Synchronized；加锁，使用JUC（java.util.concurrent并发包）中的锁 lock。

JMM如何保证可见性的方式： Volatile；Synchronized；加锁，使用JUC（java.util.concurrent并发包）中的锁 lock。

JMM如何保证有序性： Volatile；Synchronized；Happens-before原则：

1. 程序次序原则
2. 锁定原则 ：后一次加锁必须等前一次解锁
3. Volatile原则：霸道原则
4. 传递原则：A---B ---C    A--C

五 JVM内存区域与JMM

JVM内存区域是JVM使用内存区域的一种虚拟划分；JMM是一种规范，一种概念，面向的问题是原子性、可见性和有序性。