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1、前置概念
原子性（Atomicity）：原子性是指一个操作是不可中断的，即使是在多个线程一起执行的情况下，一个操作一旦开始执行，就不会受到其他线程的干扰。
比如，有两个线程同时对一个静态全局变量int num进行赋值，线程A给他赋值为1，线程B给他赋值为2，那么不管这两个线程以何种方式何种步调去执行，num的值最终要么是1要么是2，线程A和线程B在赋值操作期间，是不可能受到对方干扰的，这就是原子性的一个特点——不可被中断。
可见性（Visibility）：可见性是指在多线程情况下，当一个线程修改了某一个共享变量的值之后，其他线程是否能够立即知道这个修改。显然，对于串行线程来说，可见性问题是不存在的，因为你在任何一个操作步骤中修改了某个变量的值，那么在后续步骤中，读取这个变量的值，一定是修改后的新值。
有序性（Ordering）：有序性问题可能是比较难理解的一个问题。对于一个线程执行的代码而言，我们总是习惯地认为代码总是按照书写顺序从先往后依次执行，这在单线程环境下，确实如此，但是在多线程并发环境下估计就不见得了，程序的执行可能就会出现乱序，给人的感觉就是写在前面的代码可能在后面执行了。其实有序性问题的原因是因为程序在执行时，可能因为编译器优化的缘故，进行了指令重排的操作，重排后的指令与原指令的顺序未必一致。
不过这里我们还需要强调一点，对于一个线程来说，它看到的指令执行顺序一定是一致的，也就是说指令重排是有个一基本前提的，就是必须保证串行语义的一致性，不管指令怎么重排序都不会使串行的语义逻辑发生问题。
注意：指令重排可以保证串行语义一致，但是没有义务保证多线程间的语义也一致。
2、JMM
2.1 概念
JMM 的全称是 Java Memory Model（Java内存模型）。它是不存在的东西，是一种概念和约定。
JMM的关键技术点都是围绕着多线程的原子性、可见性和有序性来建立的，这也是 Java 解决多线程并行机制的环境下，定义出的一种规则，意在保证多个线程间可以有效地、正确地协同工作。
关于JMM的一些同步的约定：
1、线程解锁前，必须把共享变量立刻刷回主存；
2、线程加锁前，必须读取主存中的最新值到工作内存中；
3、加锁和解锁是同一把锁。
2.2 内存模型
JMM规定了内存主要划分为主内存和工作内存两种。此处的主内存和工作内存跟JVM内存划分（堆、栈、方法区）是在不同的层次上进行的，如果非要对应起来，主内存对应的是Java堆中的对象实例部分，工作内存对应的是栈中的部分区域，从更底层的来说，主内存对应的是硬件的物理内存，工作内存对应的是寄存器和高速缓存。
JVM在设计时候考虑到，如果JAVA线程每次读取和写入变量都直接操作主内存，对性能影响比较大，所以每条线程拥有各自的工作内存，工作内存中的变量是主内存中的一份拷贝，线程对变量的读取和写入，直接在工作内存中操作，而不能直接去操作主内存中的变量。但是这样就会出现一个问题，当一个线程修改了自己工作内存中变量，对其他线程是不可见的，会导致线程不安全的问题。因为JMM制定了一套标准来保证开发者在编写多线程程序的时候，能够控制什么时候内存会被同步给其他线程。
2.3 内存交互操作
内存交互操作有8种，虚拟机实现必须保证每一个操作都是原子的，不可在分的（对于double和long类型的变量来说，load、store、read和write操作在某些平台上允许例外）
lock（锁定）：作用于主内存的变量，把一个变量标识为线程独占状态；
unlock（解锁）：作用于主内存的变量，它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）：作用于主内存变量，它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中，以便随后的 load 动作使用；（从堆读出数据(一份拷贝)，但还没写入线程工作内存）；
load（载入）：作用于工作内存的变量，它把read操作从主存中变量放入工作内存中；（将这份数据的拷贝写入了局部变量表中）
use（使用）：作用于工作内存中的变量，它把工作内存中的变量传输给执行引擎，每当虚拟机遇到一个需要使用到变量的值，就会使用到这个指令；（将这份数据在需要执行的时候从局部变量表又传递到操作数栈中）
assign（赋值）：作用于工作内存中的变量，它把一个从执行引擎中接受到的值放入工作内存的变量副本中；
store（存储）：作用于主内存中的变量，它把一个从工作内存中一个变量的值传送到主内存中，以便后续的 write 使用；
write（写入）：作用于主内存中的变量，它把store操作从工作内存中得到的变量的值放入主内存的变量中。
8 种操作的示意图如下：
JMM对这八种指令的使用，制定了如下规则：
1、不允许 read 和 load、store 和 write 操作之一单独出现。即使用了 read 必须 load，使用了 store 必须 write；
2、不允许线程丢弃他最近的 assign 操作，即工作变量的数据改变了之后，必须告知主存；
3、不允许一个线程将没有 assign 的数据从工作内存同步回主内存；
4、一个新的变量必须在主内存中诞生，不允许工作内存直接使用一个未被初始化的变量。就是对变量实施 use、store 操作之前，必须经过 assign 和 load操作；
5、一个变量同一时间只有一个线程能对其进行 lock。多次 lock 后，必须执行相同次数的 unlock 才能解锁；
6、如果对一个变量进行 lock 操作，会清空所有工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前，必须重新 load 或 assign 操作初始化变量的值；
7、如果一个变量没有被 lock，就不能对其进行 unlock 操作。也不能 unlock 一个被其他线程锁住的变量；
8、对一个变量进行 unlock 操作之前，必须把此变量同步回主内存。