java内存模型

java内存模型（Java Memory model , JMM）,

java内存模型规定了一个线程如何和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的访问共享变量。 java内存模型中的线程的工作内存，是CPU的寄存器和高速缓存的一个抽象描述。

JVM 内存模型是对内存的物理划分，只局在JVM内存。

VM Stack: Java虚拟机栈，它描述的是java方法执行的内存模型，每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈，动态链接，方法出口等信息。
其中局部变量表存放了编译器可知的各种基本数据类型（boolean、 byte、char、short、int、float、long、double）、对象引用（句柄）

Java内存模型-同步八种操作：

1. 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。
2. 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。
3. read（读取）：作用于主内存变量，把一个变量值从主内存传输到工作内存中，以便随后的load动作使用。
4. load（载入）：作用于工作内存的变量，它把read操作从主内存中得到的变量值放入工作内存的变量副本中。
5. use（使用）：作用于工作内存变量，它把工作内存中的一个变量值传递给执行引擎。
6. assign（赋值）：作用于工作内存的变量，它把一个从执行引擎接收到的值复制给工作内存的变量。
7. store（存储）：作用于工作内存的变量，把工作内存中的一个变量的值传送到主内存中，以便随后的write操作。
8. write（写入）：作用于主内存中的变量，它把store操作从工作内存中的一个变量的值传送到主内存的变量中。

线程安全性的三个方面：

1. 原子性：提供了互斥访问，同一时刻只能有一个线程来对它进行操作。
2. 可见性：一个线程对主内存的修改可以及时的被其他线程观察到。
3. 有序性：一个线程观察其他线程中的指令执行顺序，由于指令冲排序的存在，该观察结果一般杂乱无序。

原子性 - Atomic包

• AtmoicXXX: CAS、Unsafe.compareAndSwapInt（do while循环来比较工作内存和主内存中的值是否相同，只有相同时才进行累加操作）

可见性 （synchronized、volatile）

一个线程对主内存的修改可以及时的被其他线程观察到。

1. 导致共享变量在线程间不可见的原因：
2. 线程交叉执行
3. 重排序结合线程交叉执行。
4. 共享变量更新后的值没有在工作内存与主内存中间及时更新。

jvm关于synchronized的两条规定：

1. 线程解锁前，必须把共享变量的最新值刷新到主内存中。
2. 线程加锁时，将清空工作内存中共享变量的值，从而使用共享变量时需要从主内存中重新读取到最新的值。（加锁与解锁是同一把锁。）

volatile
通过加入内存屏障和禁止重排序优化来实现可见性。

• 对volatile变量写操作时，会在写操作后加入一条store屏障指令，将本地内存中的共享变量的值刷新到主内存。
• 对volatile变量读取操作时，会在读操前加入一条load屏障指令，从主内存中读取共享变量。
  volatile不具有原子性。

正确使用 volatile 变量的条件

要使 volatile 变量提供理想的线程安全，必须同时满足下面两个条件：

对变量的写操作不依赖于当前值。
该变量没有包含在具有其他变量的不变式中。

适合用于状态标识量

volatile boolean inited = false;

//线程1
context = loadContext();
inited = true;

// 线程2
while(!inited) {
    sleep();
}
doSomething(context);

有序性

volatile、 synchronized、Lock、happens-before原则都可保证有序性。