关Java的内存模型（JMM）

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

一、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时候，一个操作一旦开始，就不会被其他线程干扰。
比如，对于一个静态全局变量int i，两个线程同时对它赋值，线程A给他赋值1，线程B给它赋值为-1。那么不管这2个线程以何种方式、何种步调工作，i的值要么是1，要么是-1。线程A和线程B之间是没有干扰的。这就是原子性的一个特点，不可被中断。
但如果我们不使用int型而使用long型的话，可能就没有那么幸运了。对于32位系统来说，long型数据的读写不是原子性的（因为long有64位）。也就是说，如果两个线程同时对long进行写入的话（或者读取），对线程之间的结果是有干扰的。

二、可见性（Visibility）
可见性是指当一个线程修改了某一个共享变量的值，其他线程是否能够立即知道这个修改。显然，对于串行程序来说，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，那么在后续的步骤中，读取这个变量的值，一定是修改后的新值。
在CPU1和CPU2上各运行了一个线程，它们共享变量t，由于编译器优化或者硬件优化的缘故，在CPU1上的线程将变量t进行了优化，将其缓存在cache中或者寄存器里。这种情况下，如果在CPU2上的某个线程修改了变量t的实际值，那么CPU1上的线程可能并无法意识到这个改动，依然会读取cache中或者寄存器里的数据。因此，就产生了可见性问题。外在表现为：变量t的值被修改，但是CPU1上的线程依然会读到一个旧值。可见性问题也是并行程序开发中需要重点关注的问题之一。
可见性问题是一个综合性问题。除了上述提到的缓存优化或者硬件优化（有些内存读写可能不会立即触发，而会先进入一个硬件队列等待）会导致可见性问题外，指令重排（这个问题将在下一节中更详细讨论）以及编辑器的优化，都有可能导致一个线程的修改不会立即被其他线程察觉。

三、有序性（Ordering）
有序性问题可能是三个问题中最难理解的了。对于一个线程的执行代码而言，我们总是习惯地认为代码的执行是从先往后，依次执行的。这么理解也不能说完全错误，因为就一个线程内而言，确实会表现成这样。但是，在并发时，程序的执行可能就会出现乱序。给人直观的感觉就是：写在前面的代码，会在后面执行。听起来有些不可思议，是吗？有序性问题的原因是因为程序在执行时，可能会进行指令重排，重排后的指令与原指令的顺序未必一致。
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。

哪些指令不能重排：Happen-Before规则
一些基本原则
?程序顺序原则：一个线程内保证语义的串行性
?volatile规则：volatile变量的写，先发生于读，这保证了volatile变量的可见性
?锁规则：解锁（unlock）必然发生在随后的加锁（lock）前
?传递性：A先于B，B先于C，那么A必然先于C
?线程的start()方法先于它的每一个动作
?线程的所有操作先于线程的终结（Thread.join()）
?线程的中断（interrupt()）先于被中断线程的代码
?对象的构造函数执行、结束先于finalize()方法

volatile与Java内存模型（JMM）
当你用volatile去申明一个变量时，就等于告诉了虚拟机，这个变量极有可能会被某些程序或者线程修改。为了确保这个变量被修改后，应用程序范围内的所有线程都能够“看到”这个改动，虚拟机就必须采用一些特殊的手段，保证这个变量的可见性等特点。比如，根据编译器的优化规则，如果不使用volatile申明变量，那么这个变量被修改后，其他线程可能并不会被通知到，甚至在别的线程中，看到变量的修改顺序都会是反的。但一旦使用volatile，虚拟机就会特别小心地处理这种情况。
volatile可以保证操作的原子性但不能保证复合操作的原子性向i++，数据的可见性和有序性。

在虚拟机的Client模式下，由于JIT并没有做足够的优化，在主线程修改ready变量的状态后，ReaderThread可以发现这个改动，并退出程序。但是在Server模式下，由于系统优化的结果，Read-erThread线程无法“看到”主线程中的修改，导致ReaderThread永远无法退出。
注意：可以使用Java虚拟机参数-server切换到Server模式。和原子性问题一样，我们只要简单地使用volatile来申明ready变量，告诉Java虚拟机，这个变量可能会在不同的线程中修改。这样，就可以顺利解决这个问题了。

原文：http://www.cnblogs.com/756623607-zhang/p/6850851.html