并发编程中，需要处理两个关键问题:线程之间如何通信及线程之间如何同步(这里的 线程是指并发执行的活动实体).通信是指线程之间以何种机制来交换信息.线程之间的通信机制有两种:共享内存和消息传递
共享内存的并发模型里，线程之间共享程序的公共状态，通过写-读内存中的公共状态 进行隐式通信.消息传递的并发模型里，线程之间没有公共状态，线程之间必须通过发送消 息来显式进行通信
同步是指程序中用于控制不同线程间操作发生相对顺序的机制.在共享内存并发模型 里，同步是显式进行的.程序员必须显式指定某个方法或某段代码需要在线程之间互斥执行.在消息传递的并发模型里，由于消息的发送必须在消息的接收之前，因此同步是隐式进行的
Java的并发采用的是共享内存模型，Java线程之间的通信总是隐式进行，整个通信过程对 程序员完全透明
Java内存模型的抽象结构
Java中，所有实例域、静态域和数组元素都存储在堆内存中，堆内存在线程之间共享. 局部变量(Local Variables)，方 法定义参数(Java语言规范称之为Formal Method Parameters)和异常处理器参数(Exception Handler Parameters)不会在线程之间共享，它们不会有内存可见性问题，也不受内存模型的影响
Java线程之间的通信由Java内存模型(JMM)控制,JMM决定一个线程对共享 变量的写入何时对另一个线程可见. JMM定义了线程和主内存之间的抽 象关系:线程之间的共享变量存储在主内存(Main Memory)中，每个线程都有一个私有的本地 内存(Local Memory)，本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的副本。本地内存是JMM的 一个抽象概念，并不真实存在
如果线程A与线程B之间要通信的话，必须要经历下面2个步骤
- 线程A把本地内存A中更新过的共享变量刷新到主内存中去
- 线程B到主内存中去读取线程A之前已更新过的共享变量
JMM通过控制主内存与每个线程的本地内存之间的交互，来为Java程序员提供 内存可见性保证
指令重排
执行程序时，为了提高性能，编译器和处理器常常会对指令做重排序.重排序分3种类型
- 编译器优化的重排序. 编译器在不改变单线程程序语义的前提下，可以重新安排语句的执行顺序
- 指令级并行的重排序. 现代处理器采用了指令级并行技术(Instruction-Level Parallelism，ILP)来将多条指令重叠执行。如果不存在数据依赖性，处理器可以改变语句对应机器指令的执行顺序
- 内存系统的重排序. 由于处理器使用缓存和读/写缓冲区，这使得加载和存储操作看上去可能是在乱序执行
1属于编译器重排序，2和3属于处理器重排序
重排序可能会导致多线程程序出现内存可见性问题. 对于编译器，JMM的编译器重排序规则会禁止特定类型的编译器重排序(不是所有的编译器重排序都要禁止). 对于处理器重排序，JMM的处理器重排序规则会要 求Java编译器在生成指令序列时，插入特定类型的内存屏障(Memory Barriers，Intel称之为 Memory Fence)指令，通过内存屏障指令来禁止特定类型的处理器重排序
JMM通过禁止特定类型的编译器重排序和处理器重排序，为程序员提供一致的内存可见性保证
happens-befor
在JMM中，如果一个操作执行的结果需要对另一个操作可见，那么这两个操作之间必须要存在happens-before关系. 这里提到的两个操作既可以是在一个线程之内，也可以是在不同线程之间
happens-before规则如下
- 程序顺序规则:一个线程中的每个操作，happens-before于该线程中的任意后续操作
- 监视器锁规则:对一个锁的解锁，happens-before于随后对这个锁的加锁
- volatile变量规则:对一个volatile域的写，happens-before于任意后续对这个volatile域的读
- 传递性:如果A happens-before B，且B happens-before C，那么A happens-before C
两个操作之间具有happens-before关系，并不意味着前一个操作必须要在后一个 操作之前执行!happens-before仅仅要求前一个操作(执行的结果)对后一个操作可见，且前一 个操作按顺序排在第二个操作之前
文章链接 https://fangzongzhou.github.io/2020/10/15/计算机/技术栈/Java/并发编程/Java内存模型/