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java内存模型是我们在学习java编程开发技术的时候需要重点掌握的知识要点之一，而今天我们就通过案例分析来了解一下，实现java内存模型特性的常用方法。

一、java内存模型

Java内存模型就是一种符合内存模型规范的，屏蔽了各种硬件和操作系统的访问差异的，保证了Java程序在各种平台下对内存的访问都能得到一致效果的机制及规范。

JMM与Java内存区域是两个容易混淆的概念，这两者既有差别又有联系：

区别

两者是不同的概念层次。Java内存模型是抽象的，他是用来描述一组规则，通过这个规则来控制各个变量的访问方式，围绕原子性、有序性、可见性等展开的。而Java运行时内存的划分是具体的，是JVM运行Java程序时，必要的内存划分。

联系

都存在私有数据区域和共享数据区域。一般来说，JMM中的主内存属于共享数据区域，他是包含了堆和方法区;同样，JMM中的本地内存属于私有数据区域，包含了程序计数器、本地方法栈、虚拟机栈。

在学习Java内存模型时，我们经常会提到3个特性：

可见性-Visibility

原子性-Atomicity

有序性-Ordering

Java内存模型就是围绕着在并发过程中如何处理这3个特性来建立的。

二、java内存模型特性

1、如何保证内存的可见性

那么如何保证内存的可见性，主要有三种实现方式：

volatile关键字

该关键字可以确保对一个变量的更新对其他线程马上可见。当一个变量被声明为volatile时，线程在写入变量时不会把值缓存在寄存器或者其他地方，而是会把值刷新回主内存。

sychronized关键字

一个线程在获取到监视器锁以后才能进入synchronized控制的代码块，一旦进入代码块，先，该线程对于共享变量的缓存就会失效，因此synchronized代码块中对于共享变量的读取需要从主内存中重新获取，也就能获取到新的值。

退出代码块的时候，会将该线程写缓冲区中的数据刷到主内存中，所以在synchronized代码块之前或synchronized代码块中对于共享变量的操作随着该线程退出synchronized块，会立即对其他线程可见(当然前提是线程会去主内存读取新值)。

final关键字

在对象的构造方法中设置final属性，同时在对象初始化完成前，不要将此对象的引用写入到其他线程可以访问到的地方(不要让引用在构造函数中逸出)。如果这个条件满足，当其他线程看到这个对象的时候，那个线程始终可以看到正确初始化后的对象的final属性。

2、如何保证原子性

想要保证原子性，可以尝试以下几种方式：

CAS：使用基于CAS实现的原子操作类(例如AtomicInteger)

synchronized关键字：可以使用synchronized来保证限定临界区内操作的原子性。它对应的内存间交互操作为：lock和unlock，在虚拟机实现上对应的字节码指令为monitorenter和monitorexit。

3、如何保证有序性

Java内存模型允许编译器和处理器对指令重排序以提高运行性能，并且只会对不存在数据依赖性的指令重排序。意思就是说，在Java内存模型的规定下，对编译器和处理器来说，只要不改变程序的执行结果(单线程程序和正确同步了的多线程程序)，编译器和处理器怎么优化都行。在单线程下，可以保证重排序优化之后终执行的结果与程序顺序执行的结果一致(我们常说的as-if-serial语义)，但是在多线程下就会存在问题。

重排序在多线程下会导致非预期的程序执行结果，想要保证可见性，可以考虑以下实现方式：

volatile

volatile产生内存屏障，禁止指令重排序。

synchronized

保证每个时刻只有一个线程进入同步代码块，相当于是让线程顺序执行同步代码。

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