思维导图面试官：讲讲什么是JMM相关学习推荐：java基础
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你要是整这个我可就不困了。
JMM就是Java内存模型(java memory model)。因为在不同的硬件生产商和不同的操作系统下，内存的访问有一定的差异，所以会造成相同的代码运行在不同的系统上会出现各种问题。所以java内存模型(JMM)屏蔽掉各种硬件和操作系统的内存访问差异，以实现让java程序在各种平台下都能达到一致的并发效果。
Java内存模型规定所有的变量都存储在主内存中，包括实例变量，静态变量，但是不包括局部变量和方法参数。每个线程都有自己的工作内存，线程的工作内存保存了该线程用到的变量和主内存的副本拷贝，线程对变量的操作都在工作内存中进行。线程不能直接读写主内存中的变量。
不同的线程之间也无法访问对方工作内存中的变量。线程之间变量值的传递均需要通过主内存来完成。
如果听起来抽象的话，我可以画张图给你看看，会直观一点：
每个线程的工作内存都是独立的，线程操作数据只能在工作内存中进行，然后刷回到主存。这是 Java 内存模型定义的线程基本工作方式。
温馨提醒一下，这里有些人会把Java内存模型误解为Java内存结构，然后答到堆，栈，GC垃圾回收，最后和面试官想问的问题相差甚远。实际上一般问到Java内存模型都是想问多线程，Java并发相关的问题。
面试官：那JMM定义了什么这个简单，整个Java内存模型实际上是围绕着三个特征建立起来的。分别是：原子性，可见性，有序性。这三个特征可谓是整个Java并发的基础。
原子性原子性指的是一个操作是不可分割，不可中断的，一个线程在执行时不会被其他线程干扰。
面试官拿笔写了段代码，下面这几句代码能保证原子性吗？
int i = 2;int j = i; i++; i = i + 1;复制代码
第一句是基本类型赋值操作，必定是原子性操作。
第二句先读取i的值，再赋值到j，两步操作，不能保证原子性。
第三和第四句其实是等效的，先读取i的值，再+1，最后赋值到i，三步操作了，不能保证原子性。
JMM只能保证基本的原子性，如果要保证一个代码块的原子性，提供了monitorenter 和 moniterexit 两个字节码指令，也就是 synchronized 关键字。因此在 synchronized 块之间的操作都是原子性的。
可见性可见性指当一个线程修改共享变量的值，其他线程能够立即知道被修改了。Java是利用volatile关键字来提供可见性的。 当变量被volatile修饰时，这个变量被修改后会立刻刷新到主内存，当其它线程需要读取该变量时，会去主内存中读取新值。而普通变量则不能保证这一点。
除了volatile关键字之外，final和synchronized也能实现可见性。
synchronized的原理是，在执行完，进入unlock之前，必须将共享变量同步到主内存中。
final修饰的字段，一旦初始化完成，如果没有对象逸出（指对象为初始化完成就可以被别的线程使用），那么对于其他线程都是可见的。
有序性在Java中，可以使用synchronized或者volatile保证多线程之间操作的有序性。实现原理有些区别：
volatile关键字是使用内存屏障达到禁止指令重排序，以保证有序性。
synchronized的原理是，一个线程lock之后，必须unlock后，其他线程才可以重新lock，使得被synchronized包住的代码块在多线程之间是串行执行的。
面试官：给我讲一下八种内存交互操作吧好的，面试官，内存交互操作有8种，我画张图给你看吧：
我再补充一下JMM对8种内存交互操作制定的规则吧：
不允许read、load、store、write操作之一单独出现，也就是read操作后必须load，store操作后必须write。不允许线程丢弃他最近的assign操作，即工作内存中的变量数据改变了之后，必须告知主存。不允许线程将没有assign的数据从工作内存同步到主内存。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load和assign操作。一个变量同一时间只能有一个线程对其进行lock操作。多次lock之后，必须执行相同次数unlock才可以解锁。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。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。一个线程对一个变量进行unlock操作之前，必须先把此变量同步回主内存。面试官：讲一下volatile关键字吧内心：这可以重头戏呀，可不能出岔子~
很多并发编程都使用了volatile关键字，主要的作用包括两点：
保证线程间变量的可见性。禁止CPU进行指令重排序。可见性volatile修饰的变量，当一个线程改变了该变量的值，其他线程是立即可见的。普通变量则需要重新读取才能获得最新值。
volatile保证可见性的流程大概就是这个一个过程：
先说结论吧，volatile不能一定能保证线程安全。
怎么证明呢，我们看下面一段代码的运行结果就知道了：
/**
* @author Ye Hongzhi 公众号：java技术爱好者
**/public class VolatileTest extends Thread { private static volatile int count = 0; public static void main(String[] args) throws Exception {
Vector threads = new Vector<>(); for (int i = 0; i < 100; i++) {
VolatileTest thread = new VolatileTest();
threads.add(thread);
thread.start();
} //等待子线程全部完成
for (Thread thread : threads) {
thread.join();
} //输出结果，正确结果应该是1000，实际却是984
System.out.println(count);//984
} @Override
public void run() { for (int i = 0; i < 10; i++) { try { //休眠500毫秒
Thread.sleep(500);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
count++;
}
}
}复制代码 为什么volatile不能保证线程安全？
很简单呀，可见性不能保证操作的原子性，前面说过了count++不是原子性操作，会当做三步，先读取count的值，然后+1，最后赋值回去count变量。需要保证线程安全的话，需要使用synchronized关键字或者lock锁，给count++这段代码上锁：
private static synchronized void add() {
count++;
}复制代码禁止指令重排序首先要讲一下as-if-serial语义，不管怎么重排序，（单线程）程序的执行结果不能被改变。
为了使指令更加符合CPU的执行特性，限度的发挥机器的性能，提高程序的执行效率，只要程序的最终结果与它顺序化情况的结果相等，那么指令的执行顺序可以与代码逻辑顺序不一致，这个过程就叫做指令的重排序。
重排序的种类分为三种，分别是：编译器重排序，指令级并行的重排序，内存系统重排序。整个过程如下所示：
指令重排序在单线程是没有问题的，不会影响执行结果，而且还提高了性能。但是在多线程的环境下就不能保证一定不会影响执行结果了。
所以在多线程环境下，就需要禁止指令重排序。
volatile关键字禁止指令重排序有两层意思：
当程序执行到volatile变量的读操作或者写操作时，在其前面的操作的更改肯定全部已经进行，且结果已经对后面的操作可见，在其后面的操作肯定还没有进行。
在进行指令优化时，不能将在对volatile变量访问的语句放在其后面执行，也不能把volatile变量后面的语句放到其前面执行。
下面举个例子：
private static int a;//非volatile修饰变量private static int b;//非volatile修饰变量private static volatile int k;//volatile修饰变量private void hello() {
a = 1; //语句1
b = 2; //语句2
k = 3; //语句3
a = 4; //语句4
b = 5; //语句5
//以下省略...}复制代码变量a，b是非volatile修饰的变量，k则使用volatile修饰。所以语句3不能放在语句1、2前，也不能放在语句4、5后。但是语句1、2的顺序是不能保证的，同理，语句4、5也不能保证顺序。
并且，执行到语句3的时候，语句1，2是肯定执行完毕的，而且语句1,2的执行结果对于语句3,4,5是可见的。
volatile禁止指令重排序的原理是什么首先要讲一下内存屏障，内存屏障可以分为以下几类：
LoadLoad 屏障：对于这样的语句Load1，LoadLoad，Load2。在Load2及后续读取操作要读取的数据被访问前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。
StoreStore屏障：对于这样的语句Store1， StoreStore， Store2，在Store2及后续写入操作执行前，保证Store1的写入操作对其它处理器可见。
LoadStore 屏障：对于这样的语句Load1， LoadStore，Store2，在Store2及后续写入操作被刷出前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。
StoreLoad 屏障：对于这样的语句Store1， StoreLoad，Load2，在Load2及后续所有读取操作执行前，保证Store1的写入对所有处理器可见。
在每个volatile读操作后插入LoadLoad屏障，在读操作后插入LoadStore屏障。
在每个volatile写操作的前面插入一个StoreStore屏障，后面插入一个SotreLoad屏障。
大概的原理就是这样。
面试官：讲得还不错，基本上都讲到了，时间也不早了，今天的面试就到这吧，回去等通知吧~
总结要学习并发编程，java内存模型是第一站了。原子性，有序性，可见性这三大特征几乎贯穿了并发编程，可谓是基础知识。对于后面要深入学习起到铺垫作用。
在这篇文章中，如果面试的话，重点是Java内存模型(JMM)的工作方式，三大特征，还有volatile关键字。为什么喜欢问volatile关键字呢，因为volatile关键字可以扯出很多东西，比如可见性，有序性，还有内存屏障等等。可以一针见血地看出面试者的技术水平，毕竟面试官也想高效地筛选出符合要求的人才嘛。
文章名称：当面试官问你什么是JMM
URL标题：http://bjjierui.cn/article/cgsdco.html
