简述CPU多核并发缓存架构，JVM模型和JMM多线程内存模型

CPU多核并发缓存架构简述

首先讲一下CPU的工作原理

早期的CPU性能低，并且是单核，CPU直接和主存交互，从主存读写数据直接完成。
随着CPU的不断升级，主存和CPU的匹配越来越差，于是引入了缓存。

CPU读取数据首先查看寄存器中有没有他要的数据。
如果寄存器没有，就在一级缓存查找。
如果一级缓存没有，就在二级缓存查找。
二级也没有，最后在主存中查找数据。
注意：在最后和主存交互的时候有一点需要注意，由于这时有多个CPU需要从主存中取数据，CPU1取了数据，CPU2也取了数据，那么到底要存哪个数据？于是引入了缓存一致性协议MESI。这里不细谈这个。总之有了这个协议才可以保证数据的一致性。

JVM内存模型

Java在运行程序的时候会自动将数据分成上面几个区域。蓝色代表线程的共享数据区域，绿色是各个线程的私有区域。

• 方法区：
  用于存储编译后的数据。包括：类信息、常量、静态变量还有运行时常量池（存储编译后的符号引用和编译生成的字面变量）
• JVM堆
  JVM内存最大的一块，主要用来为对象实例分配内存，还有他是垃圾回收管理的主要区域。
• 程序计数器
  存放当前线程的下一条操作的字节码行号，字节码解释器工作的时候读取这个行号，从而决定执行分支、循环、跳转、异常处理等功能。
• 虚拟机栈
  随着线程的创建而出现，每个方法执行的时候都会在这里记录他的参数信息，指针，返回值等信息。

• 本地方法栈
  这部分主要与虚拟机用到的 Native 方法相关。

  Java多线程内存模型概述(重要)

  这个模型是一个抽象的，是一个规范。他规定了线程从内存中访问变量的规范。
  首先JAVA会给每个线程分配内存用来为他们存储各自的私有数据，每个线程想要获取主存中的变量（共享变量），必须将这个变量复制一份到自己的工作内存，对他改变后再放回主存中。
  具体访问细节见图
  

• Lock Unlock
  要想保证共享变量修改的一致性，每个线程在读取到数据后，必须给变量加锁，读取完之后再解锁。
• Read
  获取到主存中的数据，将他传送到线程工作的内存。
• Load
  在线程工作的内存中将获取的数据复制一份。
• Use
  如果线程计数器区读到了改变数据相关的字节码操作数，就会对得到的副本数据传给执行引擎。
• Assign
  在虚拟机遇到赋值的字节码指令，将执行引擎传过来的值赋值给工作区内存的变量。
• Store
  将工作内存中的变量传给主内存。
• Write
  把获取到的工作变量写入到主内存中。

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图片来源：刘乃源讲义