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JMM

Java Memory Model，Java内存模型，本身是一种抽象概念，描述的是一组规则或规范，通过这组规范定义了程序中各个变量的访问方式

JMM关于同步的规定

线程解锁前，必须把共享变量的值刷新回主内存
线程加锁前，必须读取主内存的最新值到自己的工作内存
加锁和解锁是同一把锁

工作内存：线程的私有数据区域（栈空间）
主内存：进程中所有线程的共享区域

线程对主内存中的变量进行读写时，必须在工作内存中进行。首先要将变量从主内存拷贝到自己的工作内存，然后对变量进行操作，操作完成后再将变量写回主内存。

JMM需要保证的特性

可见性
原子性
有序性

volatile

Java虚拟机提供的轻量级同步机制

特点

保证可见性
不保证原子性
禁止指令重排

可见性实现原理
进程是资源分配的基本单位，进程中的变量都存储在主内存中。每个线程使用进程中的变量时，会将变量的值拷贝一份放入自己的工作内存中。但对于不加volatile修饰的变量，一个线程在自己的工作内存中对其进行修改后，不会立即写回主内存中，因此其他线程也就不知道这个变量发生的更改，造成了不可见性。

禁止指令重排实现原理
通过插入Memory Barrier指令（内存屏障）来禁止内存屏障前后的指令执行重排序优化。

在volatile写指令之前，插入StoreStore屏障，禁止上面可能的普通写和下面的volatile写重排序；在volatile写指令之后插入StoreLoad屏障，禁止上面的volatile写和下面可能的读/写进行重排序
在volatile读后面插入LoadLoad屏障，禁止下面所有的普通读操作和上面的volatile读重排序；然后插入LoadStore屏障，禁止下面所有的写操作和上面的volatile读重排序

volatile应用场景

1
2
3

1. memory = allocate() // 分配对象内存空间
2. instance(memory)    // 初始化对象
3. instance = memory   // 设置instance指向刚分配的内存地址，此时instance != null

由于2和3不存在数据依赖关系，而且无论重排前还是重排后程序的执行结果在单线程中没有改变，因此这种重排序优化是允许的。

1
2
3

1. memory = allocate() // 分配对象内存空间
3. instance = memory   // 设置instance指向刚分配的内存地址，此时instance != null，但初始化还没完成
2. instance(memory)    // 初始化对象

所以当一条线程访问instance不为null时，由于instance实例未初始化完成，也就造成了线程安全问题。