Java内存模型JMM

Java内存模型定义：为了屏蔽各种硬件和操作系统的内存访问差异，以保证java程序在各种平台下都能达到一致的并发效果。
JMM规范：规定了一个线程如何、何时可以看到由其他线程修改过后的共享变量的值，以及在必须时如何同步地访问共享变量。

java内存模型

Heap：java中的堆，java程序运行时的数据区，动态分配内存，可以存储存活周期未定的数据，主要存储对象的实例，内存空间管理交由垃圾收集器进行。由于它是运行时动态分配内存的，因此它的读写速度相对慢。
Stack：java中的栈，栈的读写速度仅次于cpu的寄存器，但栈中存储的数据的生命周期必须是，编译期已知的，所以它主要存储基本类型(byte/8,char/16,short/16,float/32,int/32,double/64,long/64,boolean/~)，以及对象的地址(对象的引用)，栈中本地变量的静态成员也会存储在堆上。
注意：当两个线程栈同时调用同一个堆的对象的同一个方法时，获取到是私有拷贝。
内存模型与硬件的关系：

java内存中大多数的栈和堆分布在主内存中，少部分在cpu的寄存器以及高速缓存中。

java内存模型：同步操作与规则

同步的八种操作

lock（锁定）：作用于主内存的变量，把一个变量标识为一条线程独占状态。
unlock（解锁）：作用于主内存的变量，把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才可以被其他线程锁定。
read（读取）：作用于主内存的变量，把一个变量的值从主内存传输到工作内存中
load（载入）：作用于工作内存的变量，在 read 之后执行，把 read 得到的值放入工作内存的变量副本中
use（使用）：作用于工作内存的变量，把工作内存中一个变量的值传递给执行引擎
assign（赋值）：作用于工作内存的变量，把一个从执行引擎接收到的值赋给工作内存的变量
store（存储）：作用于工作内存的变量，把工作内存的一个变量的值传送到主内存中
write（写入）：作用于主内存的变量，在 store 之后执行，把 store 得到的值放入主内存的变量中

同步规则

• 如果要把一个变量从主内存中复制到工作内存，就需要按顺序地执行read和load操作，如果把变量从工作内存中同步会主内存中，就需要按顺序地执行store和write操作。但java内存模型只要求上述操作按顺序执行，而没有必要保证必须是连续执行。
• 不允许read和load、store和write操作之一单独出现。
• 不允许一个线程丢弃它的最近assign的操作，即变量在工作内存中改变后必须同步会主内存。
• 不允许一个线程无原因地（无发生过任何assign操作）把数据从工作内存同步回主内存中。
• 一个新变量只能从主内存中诞生，不允许在工作内存中直接使用一个未被初始化（load或assign）的变量。即就是对一个变量实施use和store之前，必须先执行过assign和load操作。
• 一个变量在同一时刻只允许一条线程对其进行lock操作，但lock操作可以被同一条线程重复执行多次，多次执行lock后，只有执行相同次数的unlock操作，变量才会被解锁。lock和unlock必须成对出现。
• 如果对一个变量执行lock操作，将会清空工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前需要重新执行load或assign操作初始化变量的值。
• 如果一个变量实现没有呗lock操作锁定，则不允许对它执行unlock操作；也不允许去unlock一个被其他线程锁定的变量。
• 对一个变量执行unlock操作之前，必须先把此变量同步到主内存中（执行store和write操作）。

并发的优势与风险：