Java内存模型
JVM什么时候启动
类被调用的时候
启动JVM线程，再启动其他的线程，包括main线程，也就是JVM线程创建了其他的线程。
线程在JVM中是怎么运行的
方法区：存放的是一些加载的类信息（类加载器加载classload），常量，static变量，JIT编译后的代码。,也可以出现out of memory
JIT编译（just-in-time compilation）狭义来说是当某段代码即将第一次被执行时进行编译，因而叫“即时编译”。JIT编译是动态编译的一种特例。JIT编译一词后来被泛化，时常与动态编译等价；但要注意广义与狭义的JIT编译所指的区别。
Java堆区：大量的实例对象,也可以出现out of memory
方法区和堆区可以实现信息共享
VIM Stack：Java在运行时的内存模型,数据私有，不能实现数据共享
每一个方法有唯一的栈帧去对应去存放数据
当栈帧放满了VIM Stack时，任然不断的添加，就会出现内存溢出,也可以出现out of memory
程序计数器（PC）：Java线程的私有数据，这个数据就是执行下一条指令的地址，也就是说当这条指令执行完成之后，通过程序计数器指向下一条指令的地址
Native method stack（本地方法栈）：虚拟机的native方法有关
既然在内存中划分出了这样的5个区域，那么在物理内存中是否也划分出这样的5个区域呢？
在虚拟机中划分出的这种区域，其实在Java的内存中并没有这样的内存划分，在计算机的内存中只有主从
Java内存模型 Java memory model
Java内存模型指的是一种规范。是一种抽象的模型，是不存在的。
作用：指导和规范我们的数据交互。
每一个线程都有私有的工作空间
当线程需要访问一个数据的时候，在工作空间寻找，发现没有，把内存中的数据复制到工作空间中，然后在工作空间中进行修改，再把修改后的值刷新到主内存中
主内存：存放的是一些共享的信息
工作内存：私有信息,基本数据类型，直接分配到工作内存，引用的地址存放在工作内存，引用的对象存放在堆中
工作方式：
- 线程修改私有数据，直接在工作工作空间修改
- 线程修改共享数据，把数据复制到工作空间，先在工作空间修改，修改完成以后，然后刷新到主内存中
JVM和JMM的联系
首先JMM是一种抽象概念，是不存在的，而JVM就是按照JMM的规范去实现的结果
硬件内存架构与Java内存模型之间的关系
为什么要这么设计呢？
因为CPU的执行速度很快，但是内存的读写跟不上CPU的执行速度，所以使用了缓存的策略来设计。
缓存有一级缓存，二级缓存，甚至到三级缓存，缓存的容量比内存小但是读写速度比内存高。
缓存越低，存储的容量越小，但是速度越贴近CPU的处理速度，但是CPU不是直接访问cache的数据的，CPU中存在一个寄存器，每一个CPU都有寄存器，有寄存器存储数据，如果寄存器中没有找到对应的数据再去缓存中进行查询。
CPU缓存的一致性问题：并发处理的不同步
解决方案
- 总线加锁（BUS）： 降低了CPU的吞吐量
- 缓存一致性协议：Intel中的MESI协议
MESI协议：当CPU在cache中操作数据时，如果该数据是共享变量，数据在cache中读到寄存器中，进行新的修改，并更新内存数据，Cache LINE置无效，当其他CPU发现cache LINE无效的时候，就从内存中读取数据
Java内存模型与硬件内存架构的关系
数据交叉关系：会导致数据的不一致。
Java线程最终是要在CPU中运行的，它运行的方式是什么样的呢？
JMM的必要性
规范内存数据和工作空间的数据交互
并发编程的三个重要特性
- 原子性：不可分割，比如x=1,这样一个赋值的过程就是原子性的
- 可见性：线程对于自己的工作空间对于其他的线程是不可见的，只能操作自己工作空间的数据
- 有序性：程序中的顺序不一定就是代码执行的属性。因为代码在编译时会有一个编译重排序，和指令重排序，目的时为了提交程序的运行效率。
重排的原则：as-if-seria,这个重排的原则针对的是单线程的，在单线程中，重排后不影响执行的结果。和指令操作的时间有关系
如果是多线程的话，那么就是happens-before规则
关于这个重排，在编译的时候重排是代码优化，而指令重排是运行优化
JMM对三个特征的保证
- 1.JMM与原子性
X=10 这只是一个写操作，所以这具有原子性，如果是私有数据具有原子性，如果是共享数据没原子性
y=x 这个是没有原子性的，因为这个分为两个步骤，把X读到工作空间(原子性)，然后把X的值写到Y（原子性）。两个具有原子性的操作放在一起不具有原子性。
i++ 没有原子性，步骤分为把 i 读到工作空间，+1，然后刷新结果到内存
z=z+1 没有原子性
多个原子性的操作合并到一起就没有原子性
怎么才能让多个原子性的操作任然保持原子性呢？
Synchronized
JUC Lock的lock
- 2.JMM与可见性
Volatile:用volatile关键词的时候，是在JMM的基础上模拟了CPU的MESI协议
Synchronized：加锁
JUC 中的Lock的lock
- 3.JMM与有序性
Volatile
Synchronized
Happens-before原则：
- 程序次序原则，就是在程序进行编译重排和指令重排的时候，对程序运行的结果是不能变的
- 锁定原则：后一次加锁必须要等前一次解锁
- volatile原则：只要前面加了volatile修饰的变量，那么这个变量的顺序在重排时期不允许去变
- 传递原则：
语句A
语句B
语句C
那么意味着语句A必须在语句C前面进行执行