JMM(Java 内存模型)主要定义了对于一个共享变量,当另一个线程对这个共享变量执行写操作后,这个线程对这个共享变量的可见性。

要想理解透彻 JMM(Java 内存模型),我们先要从 CPU 缓存模型和指令重排序 说起!

从 CPU 缓存模型说起

为什么要弄一个 CPU 高速缓存呢? 类比我们开发网站后台系统使用的缓存(比如 Redis)是为了解决程序处理速度和访问常规关系型数据库速度不对等的问题。 CPU 缓存则是为了解决 CPU 处理速度和内存处理速度不对等的问题。

我们甚至可以把 内存看作外存的高速缓存,程序运行的时候我们把外存的数据复制到内存,由于内存的处理速度远远高于外存,这样提高了处理速度。

总结:CPU Cache 缓存的是内存数据用于解决 CPU 处理速度和内存不匹配的问题,内存缓存的是硬盘数据用于解决硬盘访问速度过慢的问题。

为了更好地理解,我画了一个简单的 CPU Cache 示意图如下所示。

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现代的 CPU Cache 通常分为三层,分别叫 L1,L2,L3 Cache。有些 CPU 可能还有 L4 Cache,这里不做讨论,并不常见

CPU Cache 的工作方式: 先复制一份数据到 CPU Cache 中,当 CPU 需要用到的时候就可以直接从 CPU Cache 中读取数据,当运算完成后,再将运算得到的数据写回 Main Memory 中。但是,这样存在 内存缓存不一致性的问题 !比如我执行一个 i++ 操作的话,如果两个线程同时执行的话,假设两个线程从 CPU Cache 中读取的 i=1,两个线程做了 i++ 运算完之后再写回 Main Memory 之后 i=2,而正确结果应该是 i=3。