Java内存模型

一、Java内存模型的基础

1.1并发编程模型的两个关键问题：

两个关键问题，线程之间如何通信和如何同步。两种方式，共享内存和消息传递。Java里线程的通信是通过共享内存，线程的同步是显示进行的，而通信则是隐式进行的。

1.2Java内存模型的抽象结构：

实际上就是说Java线程之间的通信是通过共享内存来进行交互。

1.3从源代码到指令序列的重排序：

重排序，让指令序列重新排序而更高效地运行程序。Java中根据不同的处理器会禁用对应的重排序规则(内存屏障)，从而保证了内存可见性。

1.4并发编程模型的分类：

对于处理器来说主要需要重排序的操作是：写-读操作，否则可能会导致数据的脏读。不同的处理器分别在“读-读”、“写-写”、“读-写”、“写-读”操作上可能都有可能进行重排序。而在不需要重排序的处理器上，Java提供了内存屏障指令来避免没有必要的重排序。

1.5happens-before概念：

操作A happens-before 操作B，那么操作A的结果就对操作B可见，happens-before概念并不意味着操作A就一定发生在操作B之前。

二、重排序

对指令的重排序是对程序执行的一种优化；

2.1数据依赖性

如果两个操作操作同一数据，只要有个操作是“写”，那么这两个操作之间存在数据依赖性；

2.2as-if-serial语义

不管怎么重排序，单线程的处理结果不能被改变；

2.3重排序对多线程的影响

两个线程分别操作两个数据，线程A的两个数据没有数据依赖性，而线程B的两个数据存在数据依赖性，那么线程A中可能发生的重排序可能会影响到线程B的操作的结果。

三、顺序一致性

顺序一致性模型是一个理想化的内存模型；

3.1数据竞争与顺序一致性

数据竞争：两个线程之间，线程A在写一个数据，线程B又在读这个数据，并且两个线程没有做同步；而在JMM中，做了同步操作的结果可以保证和顺序一致性模型的结果保持一致；

3.2顺序一致性内存模型

顺序一致性的两大特性：

(1)一个线程的所有操作必须按照程序的顺序执行；

(2)不管是否同步，所有线程只能看到单一的操作执行顺序；

3.3同步程序的顺序一致性效果

同步的程序之间，临界区内的代码可能会进行重排序，但是最终的结果和顺序一致性模型是一样的，这样就既保证了顺序一致性的效果，又能对性能进行优化；

3.4未同步程序的执行特性

四、volatile的内存语义