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面试官：我记得上一次曾经问过了为什么要有 Java 内存模型
面试官：我记得你的最终答案是：Java 为了屏蔽硬件和操作系统拜访内存的各种差别，提出了「Java 内存模型」的标准，保障了 Java 程序在各种平台下对内存的拜访都能失去统一成果
候选者：嗯，对的
面试官 ： 要不，你明天再来讲讲 Java 内存模型这里边的内容呗？
候选者：嗯，在讲之前还是得强调下：Java 内存模型它是一种「标准」，Java 虚构机会实现这个标准。
候选者：Java 内存模型次要的内容，我集体感觉有以下几块吧
候选者：1. Java 内存模型的形象构造
候选者：2. happen-before 规定
候选者：3. 对 volatile 内存语义的探讨（这块我前面再好好解释）
面试官 ： 那要不你就从第一点开始呗？先聊下 Java 内存模型的形象构造？
候选者：嗯。Java 内存模型定义了：Java 线程对内存数据进行交互的标准。
候选者：线程之间的「共享变量」存储在「主内存」中，每个线程都有本人公有的「本地内存」，「本地内存」存储了该线程以读 / 写共享变量的正本。
候选者：本地内存是 Java 内存模型的抽象概念，并不是实在存在的。
候选者：顺便画个图吧，看完图就懂了。
候选者：Java 内存模型规定了：线程对变量的所有操作都必须在「本地内存」进行，「不能间接读写主内存」的变量
候选者：Java 内存模型定义了 8 种操作来实现「变量如何从主内存到本地内存，以及变量如何从本地内存到主内存」
候选者：别离是 read/load/use/assign/store/write/lock/unlock 操作
候选者：看着 8 个操作很多，对变量的一次读写就涵盖了这些操作了，我再画个图给你讲讲
候选者：懂了吧？无非就是读写用到了各个操作（：
面试官 ： 懂了，很简略，接下来说什么是 happen-before 吧？
候选者：嗯，好的（：
候选者：按我的了解下，happen-before 实际上也是一套「规定」。Java 内存模型定义了这套规定，目标是为了论述「操作之间」的内存「可见性」
候选者：从上次讲述「指令重排」就提到了，在 CPU 和编译器层面上都有指令重排的问题。
候选者：指令重排尽管是能进步运行的效率，但在并发编程中，咱们在兼顾「效率」的前提下，还心愿「程序后果」能由咱们掌控的。
候选者：说白了就是：在某些重要的场景下，这一组操作都不能进行重排序，「后面一个操作的后果对后续操作必须是可见的」。
面试官：嗯…
候选者：于是，Java 内存模型就提出了 happen-before 这套规定，规定总共有 8 条
候选者：比方传递性、volatile 变量规定、程序程序规定、监视器锁的规定…（具体看规定的含意就好了，这块不难）
候选者：只有记住，有了 happen-before 这些规定。咱们写的代码只有在这些规定下，前一个操作的后果对后续操作是可见的，是不会产生重排序的。
面试官：我明确你的意思了
面试官 ： 那最初说下 volatile？
候选者：嗯，volatile 是 Java 的一个关键字
候选者：为什么讲 Java 内存模型往往就会讲到 volatile 这个关键字呢，我感觉次要是它的个性：可见性和有序性(禁止重排序)
候选者：Java 内存模型这个标准，很大水平下就是为了解决可见性和有序性的问题。
面试官 ： 那你来讲讲它的原理吧，volatile 这个关键字是怎么做到可见性和有序性的
候选者：Java 内存模型为了实现 volatile 有序性和可见性，定义了 4 种内存屏障的「标准」，别离是 LoadLoad/LoadStore/StoreLoad/StoreStore
候选者：回到 volatile 上，说白了，就是在 volatile「前后」加上「内存屏障」，使得编译器和 CPU 无奈进行重排序，以致有序，并且写 volatile 变量对其余线程可见。
候选者：Java 内存模型定义了标准，那 Java 虚拟机就得实现啊，是不是？
面试官：嗯…
候选者：之前看过 Hotspot 虚拟机的实现，在「汇编」层面上理论是通过 Lock 前缀指令来实现的，而不是各种 fence 指令（次要起因就是简便。因为大部分平台都反对 lock 指令，而 fence 指令是 x86 平台的）。
候选者：lock 指令能保障：禁止 CPU 和编译器的重排序（保障了有序性）、保障 CPU 写外围的指令能够立刻失效且其余外围的缓存数据生效（保障了可见性）。
面试官 ： 那你提到这了，我想问问 volatile 和 MESI 协定是啥关系？
候选者：它们没有间接的关联。
候选者：Java 内存模型关注的是编程语言层面上，它是高维度的形象。MESI 是 CPU 缓存一致性协定，不同的 CPU 架构都不一样，可能有的 CPU 压根就没用 MESI 协定…
候选者：只不过 MESI 名声大，大家就都拿他来举例子了。而 MESI 可能只是在「特定的场景下」为实现 volatile 的可见性 / 有序性而应用到的一部分罢了（：
面试官：嗯…
候选者：为了让 Java 程序员屏蔽下面这些底层常识，疾速地入门应用 volatile 变量
候选者：Java 内存模型的 happen-before 规定中就有对 volatile 变量规定的定义
候选者：这条规定的内容其实就是：对一个 volatile 变量的写操作绝对于后续对这个 volatile 变量的读操作可见
候选者：它通过 happen-before 规定来规定：只有变量申明了 volatile 关键字，写后再读，读必须可见写的值。（可见性、有序性）
面试官：嗯…理解了
本文总结：
- 为什么存在 Java 内存模型：Java 为了屏蔽硬件和操作系统拜访内存的各种差别，提出了「Java 内存模型」的标准，保障了 Java 程序在各种平台下对内存的拜访都能失去统一成果
- Java 内存模型形象构造：线程之间的「共享变量」存储在「主内存」中，每个线程都有本人公有的「本地内存」，「本地内存」存储了该线程以读 / 写共享变量的正本。线程对变量的所有操作都必须在「本地内存」进行，而「不能间接读写主内存」的变量
- happen-before 规定：Java 内存模型规定在某些场景下（一共 8 条），后面一个操作的后果对后续操作必须是可见的。这 8 条规定成为 happen-before 规定
- volatile：volatile 是 Java 的关键字，润饰的变量是可见性且有序的（不会被重排序）。可见性由 happen-before 规定实现，有序性由 Java 内存模型定义的「内存屏障」实现，理论 HotSpot 虚拟机实现 Java 内存模型标准，汇编底层通过 Lock 指令来实现。
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