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Java內(nèi)存模型（Java Memory Model，JMM）是Java虛擬機(jī)規(guī)范中定義的一個(gè)概念模型，它描述了Java程序在多線程環(huán)境下如何和何時(shí)看到其他線程寫入的值，以及如何同步訪問(wèn)共享變量，Java內(nèi)存模型規(guī)定了主內(nèi)存和每個(gè)線程的本地內(nèi)存之間的關(guān)系，以及它們之間的交互操作。

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主內(nèi)存與工作內(nèi)存

Java內(nèi)存模型將內(nèi)存劃分為兩種：主內(nèi)存和工作內(nèi)存，所有的變量都存儲(chǔ)在主內(nèi)存中，每個(gè)線程都有自己的工作內(nèi)存，線程的工作內(nèi)存中保存了被該線程使用到的變量的主內(nèi)存副本拷貝，線程對(duì)變量的所有操作都必須在工作內(nèi)存中進(jìn)行，然后再將變量寫回主內(nèi)存，不同的線程之間無(wú)法直接訪問(wèn)對(duì)方工作內(nèi)存中的變量，線程間變量的傳遞均需要通過(guò)主內(nèi)存來(lái)完成。

內(nèi)存間的交互操作

Java內(nèi)存模型定義了8種操作來(lái)完成變量在主內(nèi)存和工作內(nèi)存之間的交互過(guò)程：

1、lock（鎖定）：把一個(gè)變量標(biāo)識(shí)為一條線程獨(dú)占的狀態(tài)。

2、unlock（解鎖）：把一個(gè)處于鎖定狀態(tài)的變量釋放出來(lái)，讓其他線程也能訪問(wèn)。

3、read（讀取）：把一個(gè)變量的值從主內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)焦ぷ鲀?nèi)存中，以便隨后的load操作。

4、load（加載）：把read操作從主內(nèi)存中得到的變量值放入工作內(nèi)存的變量副本中。

5、use（使用）：把工作內(nèi)存中的一個(gè)變量的值傳遞給執(zhí)行引擎，每當(dāng)虛擬機(jī)遇到一個(gè)需要使用變量的值的字節(jié)碼指令時(shí)將會(huì)執(zhí)行這個(gè)操作。

6、assign（賦值）：把一個(gè)從執(zhí)行引擎接收到的值賦給工作內(nèi)存的變量，每當(dāng)虛擬機(jī)遇到一個(gè)給變量賦值的字節(jié)碼指令時(shí)將會(huì)執(zhí)行這個(gè)操作。

7、store（存儲(chǔ)）：把工作內(nèi)存中的一個(gè)變量的值傳送到主內(nèi)存中，以便隨后的write操作。

8、write（寫入）：把store操作從工作內(nèi)存中得到的變量的值放入主內(nèi)存的變量中。

原子性、可見性和有序性

Java內(nèi)存模型為程序員提供了以下三個(gè)保證：

1、原子性：即一個(gè)操作或者多個(gè)操作要么全部執(zhí)行并且執(zhí)行的過(guò)程不會(huì)被任何因素打斷，要么就都不執(zhí)行。

2、可見性：指當(dāng)一個(gè)線程修改了一個(gè)共享變量的值，新值對(duì)于其他線程來(lái)說(shuō)是可以立即得知的。

3、有序性：即程序按照代碼的先后順序執(zhí)行。

先行發(fā)生原則

先行發(fā)生原則是指，如果兩個(gè)操作訪問(wèn)同一個(gè)變量，且第一個(gè)操作為寫操作，第二個(gè)操作為讀操作，那么第一個(gè)操作的結(jié)果將對(duì)第二個(gè)操作產(chǎn)生直接影響，線程A修改了一個(gè)共享變量的值，然后線程B讀取這個(gè)共享變量的值，那么線程B讀取到的值將是線程A剛剛寫入的值。

volatile關(guān)鍵字

volatile是一個(gè)類型修飾符，用于修飾被不同線程訪問(wèn)和修改的變量，它有以下兩個(gè)特性：

1、保證此變量對(duì)所有線程的可見性，即一旦有線程修改了這個(gè)變量的值，新值對(duì)于其他線程來(lái)說(shuō)是可以立即得知的。

2、禁止進(jìn)行指令重排序優(yōu)化，編譯器、運(yùn)行時(shí)和處理器會(huì)在合適的地方插入內(nèi)存屏障來(lái)禁止特定類型的數(shù)據(jù)重排序。

synchronized關(guān)鍵字

synchronized關(guān)鍵字用于實(shí)現(xiàn)同步訪問(wèn)共享資源，它可以保證同一時(shí)刻最多只有一個(gè)線程執(zhí)行該段代碼，從而保證數(shù)據(jù)的一致性，synchronized可以修飾方法和代碼塊，當(dāng)它用來(lái)修飾方法或者一個(gè)代碼塊時(shí)，能夠鎖住整個(gè)對(duì)象或者類，鎖的范圍為整個(gè)方法或代碼塊；當(dāng)它用來(lái)修飾一個(gè)實(shí)例變量時(shí)，鎖住的是這個(gè)實(shí)例變量所對(duì)應(yīng)的對(duì)象。

final關(guān)鍵字

final關(guān)鍵字可以用于修飾類、方法和變量，當(dāng)final修飾一個(gè)類時(shí)，表示這個(gè)類不能被繼承；當(dāng)final修飾一個(gè)方法時(shí)，表示這個(gè)方法不能被覆蓋重寫；當(dāng)final修飾一個(gè)基本類型或者引用類型時(shí)，表示這個(gè)變量的值一旦賦值之后就不能被修改，final關(guān)鍵字可以提高性能，因?yàn)榫幾g器在處理帶final關(guān)鍵字的方法或者類時(shí)會(huì)進(jìn)行一些優(yōu)化。

問(wèn)題與解答

Q1：Java內(nèi)存模型中的主內(nèi)存和工作內(nèi)存有什么區(qū)別？

A1：主內(nèi)存是所有變量存儲(chǔ)的地方，而每個(gè)線程都有自己的工作內(nèi)存，其中保存了被該線程使用到的變量的主內(nèi)存副本拷貝，線程對(duì)變量的所有操作都必須在工作內(nèi)存中進(jìn)行，然后再將變量寫回主內(nèi)存，不同的線程之間無(wú)法直接訪問(wèn)對(duì)方工作內(nèi)存中的變量，線程間變量的傳遞均需要通過(guò)主內(nèi)存來(lái)完成。

Q2：Java內(nèi)存模型中的8種操作是什么？它們的作用分別是什么？

A2：Java內(nèi)存模型中的8種操作分別是lock、unlock、read、load、use、assign、store和write，它們的作用如下：lock和unlock用于把一個(gè)變量標(biāo)識(shí)為一條線程獨(dú)占的狀態(tài)；read和load用于把一個(gè)變量的值從主內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)焦ぷ鲀?nèi)存中；use用于把工作內(nèi)存中的一個(gè)變量的值傳遞給執(zhí)行引擎；assign用于把一個(gè)從執(zhí)行引擎接收到的值賦給工作內(nèi)存的變量；store和write用于把工作內(nèi)存中的一個(gè)變量的值傳送到主內(nèi)存中。