【必会面试题】Java内存模型JMM

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前言

Java内存模型（Java Memory Model, JMM）是Java平台定义的一种规范，用于描述多线程情况下的变量访问原则、线程交互 及 线程内存与主内存的协同工作。JMM的目的是为了屏蔽各种硬件和操作系统内存访问差异，提供一致的内存访问视图，保证数据共享和同步等多线程场景下的数据安全性。

关键组件

主内存：所有线程共享的内存区域，存储了实例字段、静态字段和数组元素等变量。主内存是所有线程创建的对象和变量的最终存储地点。
工作内存（线程私有内存）：每个线程都有自己的工作内存，存储了该线程使用到的主内存副本（变量副本）。线程对变量的所有操作（读取、赋值等）都在工作内存中进行，之后可能同步到主内存。

性质

原子性：指操作是不可分割的，要么全部执行要么都不执行。在Java中，除了long和double类型变量外，基本类型的读写操作都是原子性的。更复杂的操作需要通过synchronized或Lock等机制保证。
可见性：一个线程修改了共享变量的值，其他线程能够立即看到这个变化。volatile关键字可以保证这一点，因为它禁止了编译器的重排序，并要求每次访问都从主内存中读取最新的值。
有序性：为了优化性能，编译器和处理器可能会对指令进行重排序。JMM通过happens-before原则（先行发生原则）来保证特定操作间的执行顺序，例如，监视器锁的解锁操作happens-before于后续的加锁操作，从而确保了有序性。