本文主要是介绍Java并发来一发（一）Java内存模型，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
目录
一、原子性、可见性和有序性
二、JMM概念
三、指令重排
四、happens-before规则
一、原子性、可见性和有序性
提到并发编程就得搞清楚原子性、可见性、有序性这三大性质，搞不清这三个性质，后面的概念也就很模糊。
1、原子性
概念：一个操作或多个操作，要么全部执行且执行过程不被中断，要么不执行。
如何保证原子性：synchronized关键字或Lock可以保证原子性，他们可以保证同一时刻只有一个线程访问特定代码块。
2、可见性
概念：多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了变量的值，其他线程能够立刻看得到修改后的值。
如何保证可见性：Java提供volatile关键字保证可见性，被volatile修饰的变量被修改后，会立刻更新到主存，其他线程需要读取时，会强制读主存。另外，synchronized和Lock也可以保证可见性，因为它们保证任意时刻只有一个线程可以访问，并在释放锁之前将修改的值更新到内存中。
3、有序性
概念：程序的顺序按代码逻辑的先后顺序执行。
如何保证有序性：由于synchronized和Lock保证同一时刻只有一个线程执行，因此它们可以保证有序性；volatile能禁止指令重排，所以也可以一定程度上保证有序性，但volatile只能保证在变量前后的顺序分别在变量操作前后分别执行这一点。
二、JMM概念
Java内存模型（Java Memory Model， 即JMM）的主要目标是定义程序中各个变量的访问规则，即在虚拟机中将变量存储到内存和从内存中取出变量这样底层细节。
多线程的程序运行，由于指令重排和主内存和工作内存数据不一致性等原因，会导致线程安全问题。所谓线程安全，是指在拥有共享数据的多条线程并行执行的程序中，线程安全的代码会通过同步机制保证各个线程都可以正常且正确的执行，不会出现数据污染等意外情况。JMM为避免线程安全问题提供了模型依据，一方面，JMM为并发编程屏蔽了不同处理器内存模型的差异，为Java程序员呈现一致的内存模型；另一方面，JMM为编译器和处理器的编译和优化提供规范，避免由于编译器和处理器的优化导致程序结果混乱。
JMM定义了线程和共享内存间的关系：每个线程有各自的本地内存，JMM控制线程访问共享内存（即主内存）的姿势，本地内存中是线程读/写变量的副本。显然，如果不同线程主体同时发起读或写主内存内相同变量的请求，谁先操作导致的结果可能是完全不一样的。如下图：
三、指令重排
1、指令重排概念
为了提高程序执行性能，编译器和处理器常常会对指令进行重排序优化，包括编译器优化、指令级并行优化、操作系统优化，这些优化都遵循as-if-serial语义：不管怎么重排序，单线程程序的执行结果不能被改变。但在多线程情况下，as-if-serial语义并不能保证程序的正确性。
指令重排会导致多线程情况下，指令执行结果可能会和应有结果不一致，注意是可能，不是全部，因此JMM会针对有风险的场景禁止指令重排。
2、JMM禁止指令重排
- 针对编译器重排序，JMM的编译器重排序规则会禁止一些特定类型的编译器重排序；
- 针对处理器重排序，编译器在生成指令序列的时候会通过插入内存屏障指令来禁止某些特殊的处理器重排序。
这里提到内存屏障的概念，如果在指令间插入一条内存屏障则会告诉编译器和CPU，不管什么指令都不能和这条内存屏障指令重排序，也就是说通过插入内存屏障禁止在内存屏障前后的指令执行重排序优化。
四、happens-before规则
happens-before是JMM最核心的概念，用来指定两个操作之间的执行顺序，这两个操作可以在一个线程之内也可以在不同的线程中，这种对操作顺序的关系的界定可以为程序员提供内存可见性的保证。
happens-before定义如下：
1.如果一个操作happens-before另一个操作，那么第一个操作的执行结果将对第二个操作可见，而且第一个操作的执行顺序排在第二个操作之前 。
2.两个操作之间存在happens-before关系，并不意味着Java平台的具体实现必须要按照happens-before指定的顺序来执行。
上述第一点是JMM对程序员的承诺，对于程序员来说，如果操作A happens-before B，那么JMM保证了A操作的结果对B可见，且A执行顺序排在B之前。第二点是JMM对编译器和处理器重排序的约束规则，只要不改变程序的执行结果，编译器和处理器怎么优化都行。
happens-before具体规则如下：
- 程序顺序规则：一个线程中的每个操作，happens-before于该线程中的任意后续操作。
- 监视器锁规则：对一个锁的解锁，happens-before于随后对这个锁的加锁。
- volatile变量规则：对一个volatile域的写，happens-before于任意后续对这个volatile域的读。
- 传递性：如果A happens-before B，且B happens-before C，那么A happens-before C。
- start()规则：如果线程A执行操作ThreadB.start()（启动线程B），那么A线程的ThreadB.start()操作happens-before于线程B中的任意操作。
- join()规则：如果线程A执行操作ThreadB.join()并成功返回，那么线程B中的任意操作happens-before于线程A从ThreadB.join()操作成功返回。
- 程序中断规则：对线程interrupted()方法的调用先行于被中断线程的代码检测到中断时间的发生。
- 对象finalize规则：一个对象的初始化完成（构造函数执行结束）先行于发生它的finalize()方法的开始。
参考文章：
https://blog.csdn.net/javazejian/article/details/72772461
https://www.cnblogs.com/nexiyi/p/java_memory_model_and_thread.html
《Java并发编程的艺术》
这篇关于Java并发来一发（一）Java内存模型的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
