Java内存模型
Java虚拟机规范定义Java内存模型（Java Memory Model,JMM）
JMM的主要目标是定义程序中各个变量的访问规则，即在虚拟机中将变量存储到内存和从内存中取出变量。（变量包括：实例字段、静态字段和构成数组对象的元素，不包括局部变量和方法参数，因为后者是私有的，不会被共享，不存在竞争问题）
JMM规定了所有的变量都存储在主内存（Main Memory）中，每条线程还有自己的工作内存（Working Memory），线程的工作内存中保存了被该线程使用到的变量的主内存副本。线程对变量的所有操作（读取、赋值等）都必须在工作内存中进行，而不能直接读写主内存中的变量。不同的线程之间也无法直接访问对方工作内存中的变量，线程间变量值的传递均需要通过主内存来完成。
主内存主要应于Java堆中的对象实例数据部分，而工作内存则对应虚拟机栈中的部分区域。
主内存和工作内存间交互操作，JMM定义了8种操作来完成，每个操作都是原子的：lock(锁定 作用于主内存的变量，它把一个变量标识为一条线程独占的状态)、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它线程锁定)、read(读取)、load(载入)、use(使用)、assign(赋值)、store(存储)、write(写入)。JMM只要求操作必须按顺序执行，而没有保证是连续执行。
lock：(1)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。
(2)如果对一个变量执行lock操作，那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。
(3)对一个变量执行unlock操作之前，必须先把此变量同步回主内存中（执行store、write操作）
volatile型变量的特殊规则
关键字volatile可以说是JVM提供的最轻量级的同步机制。
特性一：保证此变量对所有线程的可见性，当一条线程修改了这个变量的值，新值对于其它线程来说是可以立即得知的。在各个线程的工作内存中，volatile变量也可以存在不一致的情况 ，但由于每次使用前都要先刷新，执行引擎看不到不一致的情况，因此可以认为不存在一致性问题。lock的作用是使得本CPU的cache写入主内存，该写入动作也会引起别的CPU或别的内核无效化其cache,这种操作相当于对cache中的变量做了一次前面介绍的“store和write”操作，所以通过这一操作，可让前面volatile变量的修改对其它cpu立即可见
特性二：禁止指令重排序优化，指重排序时不能把后面的指令重排序到内存屏障之前的位置，lock指令把修改同步到内存时，意味着所有之前的操作都已经执行完成，这样便形成了“指令重排序无法越过内存屏障”的效果
JMM在并发过程中如何处理原子性、可见性和有序性
原子性：由于JMM保证原子性变量操作包括read/load/assign/use/store/write，我们可以认为基本数据类型的访问读写是具备原子性的。如果场景需要更大范围的原子性保证，JMM还提供了lock和unlock操作来满足这种需求，提供了更高层次的字节码指令monitorenter和monitorexit来隐式地使用这两个操作，反映到java代码中就是同步块synchronized关键字，因此在synchronized块之间的操作也具备原子性。
可见性：可见性是指当一个线程修改了共享变量的值，其它线程能够立即得知这个修改。JMM是通过在变量修改后将新值同步回主内存，在变量读取前从主内存刷新变量值这种依赖主内存作为传递媒介的方式来实现可见性的，无论是普通变量还是volatile变量都是如此，普通变量与volatile变量的区别是，volatile的特殊规则保证了新值能立即同步到主内存，以及每次使用前立即从主内存刷新。因些，可以说volatile保证了多线程操作时变量的可见性，而普通变量则不能保证这一点。synchronized和final实现可见性。synchronized同步块的可见性是由“对一个变量执行unlock操作之前，必须先把此变量同步回主内存中”这条规则获得的，而final关键字的可见性是指：被final修饰的字段在构造器一旦初始化完成，那么在其它线程中就能看见final字段的值。
有序性：synchronized关键字是由“一个变量在同一时刻只允许一条线程对其进行lock操作”这条规则获得的，这条规则决定了持有同一个锁的两个同步块只能串行进入。