JVM虚拟机内存结构和JAVA内存模型

每条线程都有自己的工作内存(Working Memory，又称本地内存， 可与前面介绍的处理器高速缓存类比)，线程的工作内存中保存了该线程 使用到的变量的主内存中的共享变量的副本拷贝。工作内存是 JMM 的 一个抽象概念，并不真实存在。它涵盖了缓存，写缓冲区，寄存器以及其 他的硬件和编译器优化。

主内存 Java 内存模型规定了所有变量都存储在主内存(Main Memory)中
JMM抽象示意图

各个线程操作数据时,会保存使用到的主内存共享变量的副本,当多个线程的运算任务涉及到同一个共享变量时,将导致各个线程的共享变量副本不一致,这时候数据同步回主内存时以哪个线程数据为主?这就是问题所在.java内存模型通过一系列的数据同步协议,规则保证数据一致性.

java重排序是编译器或者运行时环境为了优化程序性能而采取的对指令进行重排序的一种手段.

编译期重排序和运行期重排序分别对应编译时环境和运行时环境.

1.在单线程环境下不能改变运行的结果即:经过重排序的结果要和顺序执行的结果一致.
2.存在数据依赖的不允许重排序.(多线程环境下,数据存在依赖,指令重排可能会导致执行结果和预期不一致)

关于主内存与工作内存之间的协议,即一个变量如何从主内存拷贝到工作内存,如何从工作内存同步到主内存的实现细节.java定义了8种基本操作.
虚拟机保证8种基本操作具有原子性即不可再分割性.

1. 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。
2. 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他线程锁定。
3. read (读取) 作用于主内存的变量，它把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中，以便随后的 load 动作使用。
4. load (载入) 作用于工作内存的变量，它把 read 操作从主内存中得到的变量值放入工作内存的变量副本中。
5. use (使用) 作用于工作内存的变量，它把工作内存中一个变量的值传递给执行引擎，每当虚拟机遇到一个需要使用到变量的值得字节码指令时就会执行这个操作。
6. assign (赋值) 作用于工作内存的变量，它把一个从执行引擎接收到的值赋给工作内存的变量，每当虚拟机遇到一个给变量赋值的字节码指令时执行这个操作。
7. store (存储) 作用于工作内存的变量，它把工作内存中一个变量的值传送到主内存中，以便随后 write 操作使用。
8. write (写入) 作用于主内存的变量，它把 store 操作从工作内存中得到的变量的值放 入主内存的变量中。