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本文收录于 JavaStarter，外面有我残缺的 Java 系列文章，学习或面试都能够看看哦

（一）概述

很多人会把 Java 内存区域（运行时数据区）和 Java 内存模型（JMM）搞混，这两者是齐全不一样的货色。

Java 内存区域是指 JVM 运行时数据分区域存储，而 Java 内存模型是定义了线程和主内存之间的形象关系，理解 Java 内存模型是学好 Java 并发编程的根底。

（二）Java 内存模型

Java 内存模型中规定了所有的变量都存储在主内存中，每条线程还有本人的工作内存，线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行，而不能间接读写主内存中的变量。咱们来看一张图：

每个线程领有一个本人的公有工作内存，须要变量时从主内存中拷贝一份到工作内存，如果更新过变量之后再将共享变量刷新到主内存。

然而两个线程之间，是没有方法读取对方工作内存中的变量值的。看一个例子：

public class Test {
    private static boolean flag=false;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {System.out.println("waiting");
                while (!flag){}
                System.out.println("in");
            }
        }).start();

        Thread.sleep(2000);
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {System.out.println("change flag");
                flag=true;
                System.out.println("change success");
            }
        }).start();}
}

首先定义了一个动态变量 flag 为 false，A 线程期待 flag 等于 true 后输入 in，于是咱们新开一个线程将 flag 批改为 true。后果是 A 线程仍旧无奈输入 in。

原理看 Java 内存模型的图就了解了，不同的线程批改变量，对本地线程是不可见的。

（三）JMM 数据的原子操作

通过下面这段代码，咱们曾经晓得了 Java 内存模型的构造，那么工作内存和主内存之间是如何读取变量又是如何批改变量的呢？JMM 提供了对变量的一系列原子操作。咱们先不讲实践，看个图，这个图形容了下面一段代码的执行过程：

整个过程一共十步，反复几个步骤不讲了，我把不反复的六个操作列一下：

read：从主内存读取数据

load：将主内存读取到的数据写入工作内存

use：从工作内存中读取数据来应用

assign：把计算好的值从新赋值到工作内存中

store：将工作内存数据写入主内存

write：将 store 过来的变量赋值给主内存中的变量

通过下面的图，对上面六个原子操作的了解应该能够更加粗浅了。JMM 的原子操作一共有八个，上面列出剩下的两个

lock：将主内存变量加锁，标识为线程独占状态

unlock：将主内存变量解锁，解锁后其余线程能够锁定该变量

（四）JMM 缓存不统一问题

从后面的例子咱们曾经看到了，一个线程批改完数据，另外一个线程无奈立刻可见，这就是 JMM 缓存不统一的问题，有两种解决办法：

加锁：

还记得咱们没有用到过的 JMM 原操作的最初两个吗，lock 和 unlock，应用这两个操作就能够实现缓存一致性，一个线程想要获取某个主内存变量时，先应用 lock 将主内存变量加锁，只有他能力应用，等用完后再 unlock，其余线程能力竞争。然而加锁意味着性能低。

MESI 缓存一致性协定：

这个协定波及到 cpu 的 总线嗅探机制 ，从下面的 JMM 执行的流程图中咱们能够看到当某个线程批改了共享变量后，他会回写到主内存，MESI 缓存一致性协定就是通过 cpu 的总线嗅探机制， 将其余也正在应用该变量的线程的数据生效掉，使得这些线程要从新读取主内存中的值，从而保障缓存最终一致性。（volatile 的实现原理）

（五）总结

Java 内存模型在多并发中非常重要，包含前面学习 volatile 或者 synchronized 这个关键字的时候，都会回到这个 Java 内存模型中。