主内存与工作内存
处理器上的寄存器的读写的速度比内存快几个数量级，为了解决这种速度矛盾，在他们之间加入了高速缓冲。
加入高速缓存带来了一个新的问题：缓存一致性。如果多个缓存共享同一块内存区域，那么多个缓存的数据可能会不一致，需要一些协议来解决这个问题。
所有的变量都存储在主内存中，每个线程还有自己的工作内存，工作内存存储在高速缓存或者寄存器中，保存了该线程使用的变量的主内存副本拷贝。
线程只能直接操作工作内存的变量，不同线程之间的变量值传递需要通过主内存来完成。
内存间交互操作
Java内存模型定义了8个操作来完成主内存和工作内存的交互操作。
- read：把一个变量的值从主内存传输到工作内存中
- load：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：把工作内存中一个变量的值传递给执行引擎
- assign：把一个从执行引擎接受到的值赋予工作内存的变量
- store：把工作内存的一个变量的值传到主内存中
- write：在store之后执行，把store得到的值放入主内存的变量中
- lock：作用于主内存的变量
- unlock
内存模型的三大特性
原子性
Java 内存模型保证了read、load、use、assign、store，write、lock和unlock操作具有原子性，例如对一个int类型的变量执行assign赋值操作，这个操作就是原子性的。但是Java内存模型允许虚拟机将没有被volatile修饰的64位数据（long，double）的读写操作划分为两次32位的操作来进行的。即load，store，read和write操作可以不具备原子性。
可见性
可见性指当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能够立即得知这个修改。Java内存模型是通过在变量修改后将新值同步回主内存，在变量读取从主内存刷新变量值来实现可见性的。
主要有三种实现可见性的方式。
- volatile
- synchronized，对一个变量执行unlock操作之间，必须把变量值同步回主内存。
- final，被final关键字修饰的字段在构造器中一旦初始化完成，并且没有发生this逃匿（其他线程通过this引用访问到初始化一半的对象），那么其他线程就能看看见final字段的值。
变量使用volatile修饰，不能解决线程不安全问题，因为volatile并不能保证操作的原子性。
有序性
有序性是指：在本线程内观察，所有操作都是有序的。在一个线程观察另外一个线程，所有操作都是无序的，无序是因为发生了指令重排序。在Java内存模型中，允许编译器和处理器对指令进行重新排序，重新排序过程不会影响到单线程程序的执行，却会影响到多线程并发执行的争取性。
volatile关键字可以通过添加内存屏障的方式来禁止指令重排，即指令重排序时不能把后面的指令放到内存屏障之前。
也可以通过synchronized来确保有序性，它保证每个时刻只有一个线程执行同步代码，相当于是让线程顺序执行同步代码块。
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