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什么是Java内存模型？

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Java内存模型（Java Memory Model，JMM）是定义了Java虚拟机中如何处理内存的规范。它定义了Java程序如何在不同线程之间共享内存，以及如何保证线程之间的可见性、有序性和原子性，是确保多线程程序正确性的基本保障。下面是Java内存模型的一些详细说明和使用攻略。

Java内存模型的基本概念

Java内存模型涉及到以下三个概念：工作内存、主内存和主内存与工作内存之间的交互。工作内存是线程私有的内存区域，主内存是所有线程共享的内存区域，线程对变量的操作必须通过主内存来完成。每个线程在执行过程中都会将主内存中的变量复制到自己的工作内存中进行操作，操作完成后再将结果写回主内存。主内存与工作内存之间具有如下交互行为：

  1. 当线程对一个变量进行读操作时，它必须先从主内存中读取该变量的值，然后将值复制到工作内存中。
  2. 当线程对一个变量进行写操作时，它必须先将值写入工作内存中，然后再将这个值刷回主内存中。

Java内存模型中的内存屏障

Java内存模型中，内存屏障是用来保证内存可见性和线程顺序性的重要机制。内存屏障有以下两种：

  1. 内存读屏障（read barrier）：在读操作前，禁止在读操作前的代码中的内存访问操作重排到读操作之后的代码中，可以保证变量的内存可见性。
  2. 内存写屏障（write barrier）：在写操作后，禁止在写操作后的代码中的内存访问操作重排到写操作之前的代码中，可以保证线程顺序性。

Java内存模型示例一

以下是一个Java内存模型的示例代码：

public class JMMSample1 {

    private static int x = 0, y = 0;
    private static int a = 0, b = 0;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread one = new Thread(() -> {
            a = 1;
            x = b;
        });

        Thread other = new Thread(() -> {
            b = 1;
            y = a;
        });

        one.start();
        other.start();

        one.join();
        other.join();

        System.out.println("( " + x + " , " + y + " )");
    }
}

这个示例代码中，有两个线程one和other，分别执行a和x关联、b和y关联的操作。因为两个线程交织执行，因此可能存在重排序现象，致使最终输出的结果非(0,0)。运行多次会出现不同的结果。

Java内存模型示例二

以下是另一个Java内存模型的示例代码：

public class JMMSample2 {

    private static int i = 0;
    private static boolean flag = false;

    public static void main(String[] args) {
        Thread one = new Thread(() -> {
            while (!flag) {
                Thread.yield();
            }
            System.out.println(i);
        });

        Thread other = new Thread(() -> {
            i = 1;
            flag = true;
        });

        one.start();
        other.start();
    }
}

这个示例代码中，有两个线程one和other，其中one线程在while循环中轮询flag标志位，检测是否为true。因为在没有同步的情况下，Java内存模型不能保证线程对内存的写操作对于其他线程进行的读操作可见。one线程循环读取flag变量的值可能会永远处于等待状态。若使用属性flag声明volatile类型变量，便能被保证对该变量的读写操作是具有可见性的。

总结

Java内存模型是Java多线程编程中一个非常重要的概念，它定义了多线程环境下线程与内存之间的交互方式，保证程序的可靠性和正确性。对于Java程序员而言，必须对Java内存模型有比较深入的理解，才能写出安全、高效的多线程程序。

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