Java内存模型
- Java内存模型(Java Memory Model)简称JMM
- JMM与JVM的区别
- JMM都定义了那些规范
- 那JMM定义了什么，是围绕什么建立起来的
- JMM是如何去解决原子性&可见性&有序性问题的？
- 本文只是简单介绍了一下JMM的概念，下一篇，写一下volatile如何保证可见性。
Java内存模型(Java Memory Model)简称JMM
JMM与JVM的区别
很多人听到java的内存模型，感觉是不是JVM啊，其实他们是完全不同的概念，JVM是java的运行环境，而JMM是Java内存模型的缩写，它是Java程序中用来描述线程之间共享变量的规范。
下面先简单的描述JVM和JMM的区别。
JVM（Java Virtual Machine）
JVM是java的运行环境，本质上就是一个软件，负责将Java代码编译成字节码，并将字节码转化成机器码进行运行。JVM有很强的跨平台性，可以在不同的操作系统上运行Java文件，JVM是java的执行引擎，负责程序的内存管理、线程调度、垃圾回收等任务。
JMM（Java Memory Model）
JMM是Java内存模型的缩写，他是Java程序中用来描写线程之间共享变量的一种规范，JMM定义了Java程序中线程之间如何访问共享变量的规则，包括如何进行原子性操作、可见性、有序性等。JMM规定了一组规则和语义，确保在多线程情况下，对共享变量的访问是安全的和正确的。JMM的主要目标是提供一种规范，以确保Java程序在不同的硬件和操作系统上具有一致的行为。（就是为了屏蔽不同操作系统，硬件对Java线程共享变量的一种规范，来保证不同操作系统和硬件的正确使用）
因此，JVM和JMM的区别在于，JVM是Java的运行环境，负责程序的内存管理、线程调度、垃圾回收等任务。而JMM是Java程序中用来描述线程之间共享变量的规范，规定了在多线程环境下，对共享变量的访问的规则，保证共享变量访问正确性。
JMM都定义了那些规范
JMM定义了Java程序中各个变量（实例字段，静态变量和构成数组对象的元素）的访问方式
访问维度：规定所有变量都存储在主内存中，所有线程都可以访问，主内存是共享内存区域，每个线程的工作内存都是独立 ， 线程 操作数据只能在工作内存中进行，然后刷回到主存。这是 Java 内存模型定义的线程基本工作方式。
读取赋值维度：规定线程线程对于变量的操作（读取赋值）必须在工作内存中进行，首先要将变量从主内存拷贝到线程自己的工作内存，然后对变量操作，操作完成之后再写回主内存， 不可以直接操作主内存的变量，工作内存是私有内存区域，每个线程都有自己的工作内存，不可以相互访问。
主内存
主要存储的是Java实例对象，所有线程创建的实例对象都存放在主内存中，不管该实例对象是成员变量还是方法中的本地变量(也称局部变量)，当然也包括了共享的类信息、常量、静态变量。由于是共享数据区域，多条线程对同一个变量进行访问可能会发生线程安全问题。
工作内存
主要存储当前方法的所有本地变量信息(工作内存中存储着主内存中的变量副本拷贝)，每个线程只能访问自己的工作内存，即线程中的本地变量对其它线程是不可见的，就算是两个线程执行的是同一段代码，它们也会各自在自己的工作内存中创建属于当前线程的本地变量，当然也包括了字节码行号指示器、相关Native方法的信息。注意由于工作内存是每个线程的私有数据，线程间无法相互访问工作内存，因此存储在工作内存的数据不存在线程安全问题。
那JMM定义了什么，是围绕什么建立起来的
整个Java内存模型实际上是围绕着三个特征建立起来的。分别是：原子性，可见性，有序性。这三个特征是整个Java并发的基础。
原子性：
原子性指的是一个操作是不可中断的，即使是在多线程环境下，一个操作一旦开始就不会被其他线程影响。
如：以下代码
X=10; //原子性（简单的读取、将数字赋值给变量）
Y = x; //变量之间的相互赋值，不是原子操作
X++; //对变量进行计算操作，不是院子操作，他这里其实是两步，第一将X+1，第二将新值X赋给X，多线程环境下就会出现安全问题
X = x+1;
JMM只能保证基本变量赋值的原子性，如果要保证一个代码块的原子性，提供了monitorenter 和 moniterexit 两个字节码指令，也就是 synchronized 关键字。因此在 synchronized 块之间的操作都是原子性的。
可见性
可见性指的是当一个线程修改了某个共享变量的值，其他线程是否能够马上得知这个修改的值。对于串行程序来说，可见性是不存在的，因为我们在任何一个操作中修改了某个变量的值，后续的操作中都能读取这个变量值，并且是修改过的新值。
但在多线程环境中，线程对于共享变量的操作都是拷贝到工作内存中进行的，在操作后才会写入主内存，所以在操作过程中，另一个线程拷贝主内存变量操作，并及时写入了主内存，这个时候两个线程是隔离的，就会造成可见性问题。另外指令重排以及编译器优化也可能导致可见性问题
有序性
有序性是指对于单线程的执行代码，我们总是认为代码的执行是按顺序依次执行的，这样的理解并没有毛病，毕竟对于单线程而言确实如此，但对于多线程环境，则可能出现乱序现象，因为程序编译成机器码指令后可能会出现指令重排现象，重排后的指令与原指令的顺序未必一致，要明白的是，在Java程序中，倘若在本线程内，所有操作都视为有序行为，如果是多线程环境下，一个线程中观察另外一个线程，所有操作都是无序的，前半句指的是单线程内保证串行语义执行的一致性，后半句则指指令重排现象和工作内存与主内存同步延迟现象。
JMM是如何去解决原子性&可见性&有序性问题的？
原子性问题
除了JVM自身提供的对基本数据类型读写操作的原子性外，可以通过 synchronized和Lock实现原子性。因为synchronized和Lock能够保证任一时刻只有一个线程访问该代码块，自然可以保证原子性。
可见性问题
volatile关键字保证可见性。当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值立即被其他的线程看到，即修改的值立即更新到主存中，当其他线程需要读取时，它会去内存中读取新值。synchronized和Lock也可以保证可见性，因为它们可以保证任一时刻只有一个线程能访问共享资源，并在其释放锁之前将修改的变量刷新到内存中。
有序性问题
在Java里面，可以通过volatile关键字来保证一定的“有序性”。另外可以通过synchronized和Lock来保证有序性，很显然，synchronized和Lock保证每个时刻是有一个线程执行同步代码，相当于是让线程顺序执行同步代码，自然就保证了有序性。
