Java内存模型与硬件内存模型

硬件内存模型

不管是什么内存模型，最终还是运行在计算机硬件上的，所以我们有必要了解计算机硬件内存架构

现代计算机一般都有2个以上CPU，而且每个CPU还有可能包含多个核心。因此，如果我们的应用是多线程的话，这些线程可能会在各个CPU核心中并行运行。

在CPU内部有一组CPU寄存器，也就是CPU的储存器。CPU操作寄存器的速度要比操作计算机主存快的多。在主存和CPU寄存器之间还存在一个CPU缓存，CPU操作CPU缓存的速度快于主存但慢于CPU寄存器。某些CPU可能有多个缓存层（一级缓存和二级缓存）。

当一个CPU需要访问主存时，会先读取一部分主存数据到CPU缓存，进而在读取CPU缓存到寄存器。当CPU需要写数据到主存时，同样会先flush寄存器到CPU缓存，然后再在某些节点把缓存数据flush到主存。

JMM

Java内存模型即Java Memory Model，简称JMM。JMM定义了Java虚拟机在计算机内存中的工作方式。JVM是整个计算机虚拟模型，所以JMM是隶属于JVM的。

Java内存模型定义了多线程之间共享变量的可见性以及如何在需要的时候对共享变量进行同步。原始的Java内存模型效率并不是很理想，因此Java1.5版本对其进行了重构，现在的Java8仍沿用了Java1.5的版本。

在硬件内存模型里面关心的是不同CPU的缓存之间如何保证数据一致性，在Java内存模型里面关心的是不同线程之间的共享变量的一致性。

JVM对Java内存模型的实现

Java内存模型和硬件架构之间的桥接

Java内存模型和硬件内存架构并不一致。硬件内存架构中并没有区分栈和堆，从硬件上看，不管是栈还是堆，大部分数据都会存到主存中，当然一部分栈和堆的数据也有可能会存到CPU寄存器中，如下图所示，Java内存模型和计算机硬件内存架构是一个交叉关系：

支撑Java内存模型的基础原理

• 指令重排
• 数据依赖性
• as-if-serial
• 内存屏障
• happens-before

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• https://www.cnblogs.com/kaleidoscope/p/9505829.html