述说JAVA内存模型

JAVA内存模型概念

说到并发问题中的“可见性”就不得不要提及JAVA内存模型这一抽象概念；简单说，JAVA内存模型就是JAVA对编译器和处理器在对程序进行优化的时候做出的一系列的规范（禁止），已达到多线程时程序执行的安全或者正确性的效果。所以此处我们可以把JAVA内存模型这一抽象的概念理解为“规程”

JAVA内存模型的通俗表现

既然我们把JAVA内存模型定义为了一系列的“规程”，那么这些“规程”具体体现是什么？其实就是我们常说的“happens-before”，对于"happens-before"就是一系列的规则或者说是JAVA内存模型具体的实现对程序员的“承诺”。比如：
1）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
2）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
3）voliate变量规则：对一个voliate变量的写，happens-before于任意后续对这个voliate变量的读
4）传递性：如果A happens-before B ，B happens-before C，那么 A happens-before C
5）start()规则：如果线程A执行操作ThreadB.start()，那么A线程的ThreadB.start()操作 happens-before于线程B的任意操作
6）join()规则：如果线程A执行ThreadB.join()并成功返回，那么线程B的任意操作happens-before与线程A从ThreadB.join()操作中成功返回
7）线程中断规则：对线程interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生
8）对象终结规则：一个对象的初始化完成先行发生于他的finalize()方法的开始
这里的八条规则就是JAVA内存模型定义的一系列的规程。可以这样理解，JAVA内存模型（JMM）对程序员做出的保证，只要你们的源程序是按这些规则写的，那么在多线程条件下你的程序就是安全的。
下面我对这八条“规程”进行一个细说：
1）程序顺序规则：不对具有“数据依赖”的语句进行重排，虽然只有这么一层意思但已经足够保证单线程下程序的安全，因为由于是单线程，所以本身就天生具备了原子性和立即可见性，在加上之前对具有“数据依赖语句”不重排就可以很好的保证了安全和效率。
2）监视器锁规则：这很好理解，就是一个线程要获取一个锁必须等待另一个线程释放了锁才能获得，这也是锁机制为什么能保证只有一个线程能享用共享资源的原因
3）voliate变量规则：其实这条规则，我个人理解是voliate的内存语义，就是voliate具有内存可见性的表面说法
4）传递性：就是可以具备推导性
5）start()规则：就是线程要先开启，才能执行任务
6）join()规则：就是join方法的意思，等待另外一个线程执行完后，当前线程才能继续执行
7）线程中断规则：线程要先终断才能知晓其中断状态
写到这里，其实我们发现，这些happens-before规则好像都是和我们平时知晓的常识一样，没有什么特别的地方，其实这才是happens-before的本来意思，就是要好懂，就是要容易理解，而这些happens-before规则就是JMM告诉程序员的，只要你们的代码是按这些规则来写的那么，你们的代码就没有安全问题，而至于这些规则背后的实现你们就不用管了，全部交给我JMM来执行。所以所happens-before是JMM的表现层

JAVA内存模型的功能

那么既然是“规程”，那么这些“规程”或者说是规则，能做什么？一句话，这一系列的“规程”都是为了实现多线程下的可见性，即保证多线程执行的安全性。

JAVA内存模型的底层原理

在这之前我还想说下“顺序内存一致性模型”它是一个理想的内存模型，它不会对程序进行优化即不会对指令进行重排，并且它还要求每个线程的操作必须是原子性和立即可见性的；因此该内存模型不会有“可见性”的问题；但JMM会对程序优化，并且它没要求线程的操作是原子和立即可见的，因此就会造成“可见性”所以为了解决“可见性”问题，JMM就要在多线程下要求程序必须同步只有这些我才能正确的保证多线程程序执行的语义。而同步的背后就是靠锁和voliate，而锁和voliate的背后原理则请看我的JAVA并发机制底层原理