問題一：為什麼要學習JMM內存模型
在我們學習Java的第一天就瞭解到Java是一門通過JVM虛擬機跨平臺的語言，同時Java也是一門具有多個線程同時處理能力的編程語言，那麼在多個線程併發的情況，我們的Java底層是如何對這些線程進行處理，且又如何保證線程的安全性，這就是學習JMM內存模型的原因以及目的
併發編程分類
併發編程解決的問題是多個線程在怎麼樣交互數據，簡單的說，就是多個線程在處理同一個變量時，如何進行信息的溝通，當下流行的一共有兩種通信的機制
1.共享內存
在這種內存模型下，會產生工作內存(將共享數據加載到工作內存中來進行操作，保證數據的高效性)和主內存(存放共享數據)，工作內存和主內存之間通過read 和 write 來進行數據的交流
2.消息傳遞
這種模型是沒有共享數據，線程之間必須通過明確的發送消息來顯式進行通信。
內存模型的工作方式
Java採用的是共享內存模型
正如上文所介紹的那樣，Java會將共享的數據放置到主內存中，當多個線程操作這個共享變量時，會將對應的內容加載到自己的工作內存中來，也就是說，有多少個線程就有多少個工作內存
假設現在有內存A和B有主內存中共享變量x的副本。初始時，這三個內存中的x值都為0。線程A在執行時，把更新後的x值（假設值為1）臨時存放在自己的本地內存A中。當線程A和線程B需要通信時，線程A首先會把自己本地內存中修改後的x值刷新到主內存中，此時主內存中的x值變為了1。隨後，線程B到主內存中去讀取線程A更新後的x值，此時線程B的本地內存的x值也變為了1。
從整體來看，這兩個步驟實質上是線程A在向線程B發送消息，而且這個通信過程必須要經過主內存。JMM通過控制主內存與每個線程的本地內存之間的交互，來為java程序員提供內存可見性保證。內存模型中值得注意的三個點
1. 內存可見性
內存可見性的問題指的就是在工作方式中介紹到當A修改了工作內存中的數據，此時B去操作自己工作內存中的數據時， A需要將數據寫回到主內存中，B再次從主內存中讀取數據，但這有可能情況並不是那麼美好，若B沒有從主內存中讀取數據，那麼此時B中的數據和A中的數據此刻將變得沒有意義，所以我們將這重在修改了各自工作內存後，沒有重新從主內存中讀取數據的行為，稱之為內存可見性問題，A和B彼此之間數據不可見
public class VolatileTest {
public static void main(String[] args) {
MyThread mt = new MyThread();
new Thread(mt).start();
while(true){
if(mt.isFlag()){
System.out.println("------");
break;
}
}
}
}
class MyThread implements Runnable{
private volatile boolean flag = false;
public boolean isFlag() {
return flag;
}
public void setFlag(boolean flag) {
this.flag = flag;
}
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(200);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
flag = true;
System.out.println("flag = "+isFlag());
}
}
在本案例中，我們希望看到的執行結果是，程序會在200毫秒後打印----，同時程序結束，但真正的情況是本程序永遠不會結束，原因是while操作是屬於底層代碼操作，執行效率非常之快，會導致main線程都來不及從主內存中抓取被MyThread修改後的flag，導致main線程一直在讀取自己工作內存中的數據，而自己工作內存中的數據一直是false，故而程序不會結束
解決內存可見性問題的手段有很多synchronized、Lock、final、volitile都能夠解決內存可見性問題
2.重排序問題
重排序問題，指的是一個線程在不影響編譯結果的情況下，會按照JVM喜愛的方式去對程序進行順序上的調整
用一段偽代碼來展示
main(){
int i =10; //1
int j =20; //2
int flag = true; //3
int temp = i * j ;//4
}
在這段程序中，我們按照代碼的順序，編號1,2,3,4 我們能夠看到只要4在1,2 之後，那麼這個程序無論是哪種編譯情況都不會影響最終程序的執行結果 ，如: 2,1,4,3 1,3,2,4 ,在單線程情況，這種重排序的方案並沒有任何問題，但如果出現了多線程程序
class MyExample(){
private boolean flag = false;
int i =5;
int j =5;
read(){
i =10; //1
j = 20; //2
flag = true; //3
}
write(){
while(flag){
int temp = i * j;
}
}
}
我們會發現如果read是一條線程，write是一條線程，那麼在單獨考慮read線程的情況下， read線程無論是按照1,2,3排序，還是3,2,1或者是任意方式排序，都不會對程序產生任何影響，但此時若考慮到write線程，若read線程時1,2,3 那麼write 就是 200，而如果按照3,2,1變成，那麼write線程的結果就是25，所以JMM的重排序是一個我們需要考慮的地方，解決的方案是 synchronized、Lock 、volitile 除此之外 Java 內存模型通過 happens-before 原則如果能推導出來兩個操作的執行順序就能先天保證有序性，否則無法保證， happens-before中定義了8種情況，在滿足這8種情況，JVM不會對代碼進行重排序
具體規則請自行查詢
3.原子性問題
所謂的原子性操作的含義是指該操作是不可分割的，比如我們通常寫的 i = 0; int i = i++;
在底層是由三步組成
int temp = i;
temp = temp + 1;
int i = temp;
使用volitile關鍵字 是無法保證volitile關鍵字的，我們可以使用synchronized關鍵字，以及atomicInteger來解決這樣的問題，而atomicInteger底層採用的是cas算法，不屬於我們本次的討論範圍
總結
相信同學們在學習完本章內容之後一定對JMM內存模型有了一定的瞭解，學習是沒有止境的，光去看表面是不能解決問題的，在學習到一定階段之後，這些內容都需要同學們去思考，謝謝大家。
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