JMM：Java内存屏障，不是Java内存模型！！！

这是我参与11月更文挑战的第16天，活动详情查看：2021最后一次更文挑战

随着cpu由单核变成多核，又有了超线程。所以就会出现这样的问题，多核cpu在各自的缓存处理数据后，当同步数据到同一块主内存时，无法确定以谁的缓存数据为准。

所以为了解决cpu缓存一致性的问题，特地制定了一些操作协议，例如MSI、MOSI、Firefly等。而在这些操作协议下，对特定的内存或高速缓存进行读写访问的过程，就是内存模型。不同架构(ARM/X86等)的物理机有不同的内存模型。在这里插入图片描述

Java为了一次编译、到处运行的跨平台性，使用class字节码作为中间代码，让不同架构的系统通过JVM来转换为对应的机器码。同样，为了屏蔽不同架构的机器上的内存访问差异，让Java程序在各种平台下都能达到一致的内存访问效果，所以Java制定了一套内存操作协议，即Java内存模型。

JMM（Java Memory Model）可以理解成一种协议，通过各种操作来定义对变量的读写、监视器的加锁和释放、线程启动和合并，保证多线程下变量的缓存一致性。在这里插入图片描述

JMM主要目标是定义程序中各个变量的访问规则，即在JVM中将变量存储到内存和从内存中取出变量这样的底层细节，来实现缓存一致性。JMM在定义上将内存分为主内存和工作内存，主内存对应Heap，属于线程公有，工作内存对应虚拟机栈，属于每个线程私有。

同时JMM对内存中的变量做了以下规定：

JMM规定了变量在主内存和工作内存中如何传输，同时也提供了八个原子指令来具体实现细节。在这里插入图片描述对于上面八个原子操作的使用，JMM制定了一些规则：

如何理解这八条规则和八条指令？

lock/unlock指令让一个变量被一个线程独享，其他六个指令都是变量在工作内存中的赋值和传输操作。JMM的出现是为了让一个线程对变量修改时，其他线程停止修改，并能获取最新值，从而保证数据的一致性。

而lock可以锁定变量，让变量只能被一个线程修改，且其他线程工作内存中的此变量的值会失效，必须通过指令来获取最新的值。

synchronize可以看做是lock/unlock的实现，底层是由monitorenter/monitorexit来实现的。

测试代码如下：

public void test() {
    synchronized (this.getClass()) {
        System.out.println("Hello World!");
    }
}
复制代码

字节码指令如下：在这里插入图片描述在synchronize的作用范围内，在同一时间内只能一个线程获取锁进行操作，其他线程工作内存中的变量会失效，当此线程修改完unlock的时候，其他线程会重新加载变量最新值来进行操作，从而保证数据的一致性。

volatile关键字也通过内存屏障实现了lock/unlock的功能，下一篇内存屏障会写一下。

为了不让所有的操作有序都借助synchronized、volatile来完成，所有就有了以下无需借助同步器的天然先行发生关系，即不用锁就能保证执行顺序。