【JVM】JMM

一、JMM

• JVM 内存模型是用来屏蔽掉各种硬件和操作系统的内存访问差异，以实现让 Java 程序在各个平台下都能达到一致的内存访问效果。
• JVM 内存模型规定了所有的共享变量都是存储在主内存，每个线程还有自己的工作内存，线程的工作内存保存了该线程使用到的共享变量的主内存副本拷贝，线程对变量的操作都必须在工作内存中进行，而不能直接读写主内存中的变量，不同的线程之间也无法直接访问对方工作内存中的数据，线程间变量值的传递均需要主内存来完成。
• JMM（Java Memory Model）Java内存模型，是一个抽象概念，定义了多线程访问共享变量的方式。
• 每个 JVM 的实现都要遵守JMM，保障并发程序运行在不同的JVM得到一致性的程序结果。
• JMM 与处理器、缓存、并发、编译器有关。解决了 CPU 多级缓存、处理器优化、指令重排等导致的结果不可预期问题，保证并发语义关键字的实现效果。
• JMM 最重要的三点内容：重排序、原子性、内存可见性。

1. 缓存一致性

• CPU读写速率高，需要通过 高速缓存 实现和主存（物理内存）交互。
• 多核心CPU，每个处理器都有自己的高速缓存，而它们又共享同一个主内存，可能导致各自缓存数据不一致的问题。
• 为了解决缓存一致性问题，制定了缓存一致性协议。

2. Java内存模型（JMM）

• JMM规定所有变量都存储在主内存中，每条线程还有自己的工作内存。
• 线程的工作内存中保存了被线程使用的变量的主内存副本，线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行，而不能直接读写主内存中的数据。
• 不同线程之间也无法直接访问对方的工作内存中的变量，线程间变量值的传递需要通过主内存来完成。 也就是说Java线程之间的通信采用的是共享内存。
  
• Java内存模型与Java内存区域并不是同一个层次对内存的划分，可以说两者并没有什么关系。
  JMM与Java内存区域唯一相似点，都存在共享数据区域和私有数据区域。
  在JMM中主内存属于共享数据区域，对应堆和方法区。工作内存数据线程私有数据区域，对应程序计数器、虚拟机栈以及本地方法栈。

3. happens-before原则（先行发生原则）：

JMM供了happens-before 原则来辅助保证程序执行的原子性、可见性以及有序性的问题，它是判断数据是否存在竞争、线程是否安全的依据：

• 程序次序规则：一个线程内，按照代码顺序，书写在前面的操作先行发生于书写在后面的操作
• 锁定规则：一个unLock操作先行发生于后面对同一个锁额lock操作
• volatile变量规则：对一个变量的写操作先行发生于后面对这个变量的读操作
• 传递规则：如果操作A先行发生于操作B，而操作B又先行发生于操作C，则可以得出操作A先行发生于操作C
• 线程启动规则：Thread对象的start()方法先行发生于此线程的每个一个动作
• 线程中断规则：对线程interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生
• 线程终结规则：线程中所有的操作都先行发生于线程的终止检测，我们可以通过Thread.join()方法结束、Thread.isAlive()的返回值手段检测到线程已经终止执行
• 对象终结规则：一个对象的初始化完成先行发生于他的finalize()方法的开始

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参考：
https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkzMDI1NjcyOQ==&mid=2247487735&idx=1&sn=96bb492a25ad7ff1875cdf649c9ab611&source=41#wechat_redirect