1、概述

我們常說的JMM指的是Java記憶體模型（Java Memory Model，JMM），主要用于控制Java程式解決執行緒間如何通信和資料同步，JMM規范了多執行緒訪問共享記憶體時的 可見性、有序性和原子性，

所有的共享變數都存在主記憶體中；
每個執行緒都保存了一份該執行緒使用到的共享變數的副本，
如果執行緒A與執行緒B之間要通信的話，必須經歷下面2個步驟：

執行緒A將本地記憶體A中更新過的共享變數重繪到主記憶體中去，
執行緒B到主記憶體中去讀取執行緒A之前已經更新過的共享變數，

因此，執行緒A無法直接訪問執行緒B的作業記憶體，那是因為作業記憶體是執行緒獨有的，執行緒間通信必須借助主記憶體，這也是JMM中的規定，當主記憶體中的共享變數被某個執行緒更新時，JMM會通過控制主記憶體與每個執行緒的本地記憶體之間的互動，來提供記憶體可見性保證，因此通過JMM規范，有效的解決了以下問題：

可見性問題：JMM保證對于一個執行緒對變數的修改，其他執行緒能夠立即看到這個修改，從而避免了執行緒之間讀取資料不一致的問題；
有序性問題：JMM保證程式的執行順序是有序的，即按照代碼的撰寫順序執行，從而避免了出現代碼執行順序混亂的問題；
原子性問題：JMM保證對單個變數的讀取和寫入操作是原子性的，即不會出現資料競爭問題，

2、JMM記憶體模型的實作

2.1、簡介

Java記憶體模型規范了JVM如何按需禁用快取和編譯優化，具體包括volatile、synchronized、final這幾個關鍵字，以及Happens-Before規則，

2.2、原子性

原子性指的是指一個操作是不可中斷的，即多執行緒環境下，操作不能被其他執行緒干擾，在Java中，最常用的便是使用關鍵字synchronized進行原子性的保證，

2.3、可見性

一個未宣告volatile的變數，都是從各自的cpu快取獲取資料，執行緒更新資料之后，其他執行緒無法獲取最新的值，而使用volatile宣告的變數，表明禁用快取，更新資料直接更新到記憶體中，每次獲取資料都是直接記憶體獲取最新的資料，執行緒之間的資料都是相互可見的，

可見性來自happens-before規則,happens-before用來描述兩個操作的記憶體可見性，如操作Ahappens-before操作B,那么A的結果對于B是可見的，前面的一個操作結果對后續操作是可見的，happens-before定義了以下幾個規則：

解鎖操作happens-before同一把鎖的加鎖操作，
volatile 欄位的寫操作happens-before同一欄位的讀操作，
執行緒的啟動操作happens-before該執行緒的第一個操作，
Ahappens-beforeB，且Bhappens-beforeC，那么Ahappens-beforeC，happens-before具有傳遞性，

2.4、有序性

指程式是有序的按照一定的順序運行，這一特性主要是針對于作業系統中對程式指令進行重排序造成的并發亂序問題，為了性能和便捷，在JMM中指明，再不改變程式執行結果的前提下，允許編譯器和處理器對程式優化進行重排序，

在Java中，可以使用synchronized和volatile來保證多執行緒之間操作的有序性，實作方式有所區別：

volatile關鍵字會禁止指令重排；
synchronized關鍵字保證同一時刻只允許一條執行緒操作，

如果代碼沒有依賴關系，JVM編譯優化可以對他們隨意的重排序,比如method1方法沒有依賴關系，進行重排序：

int a=0, b=0;
public void method1() {
    int r2 = a; 
    b = 1;
}

public void method2() { 
    int r1 = b; 
    a = 2;
}

此時在多執行緒環境下，兩個執行緒交替運行method1和method2方法：重排序后r1、r2分別是0,0，

那如何解決重排序的問題呢？答案就是將變數宣告為volatile，比如a或者b變數宣告volatile，比如b宣告為volatile，此時b的賦值操作要happens-before r1的賦值操作，

int a=0；
volatile int b=0;
public void method1() {
    int r2 = a; 
    b = 1;
}

public void method2() { 
    int r1 = b; 
    a = 2;
}

同一個執行緒順序也滿足happens-before關系以及傳遞性，可以得到r2的賦值happens-before a的賦值，也就表明對a賦值時，r2已經完成賦值了，也就不可能出現r1、r2為0、0的結果，

總結

Java記憶體模型（Java Memory Model，JMM）定義了Java程式中多執行緒之間共享變數的訪問規則，以及執行緒之間的互動行為，它規定了執行緒如何與主記憶體和作業記憶體互動，以確保多執行緒程式的可見性、有序性和一致性，

可見性：使用volatile宣告變數，資料讀取直接從記憶體中讀取，更新也是強制重繪快取，并同步到主記憶體中，
有序性：使用volatile宣告變數，確保編譯優化不會重排序該欄位，
Happens-Before: 前面一個操作的結果對后續操作是可見的，

參考

https://www.cnblogs.com/jeremylai7/p/17422307.html

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