[Java-juc] Java 内存模型

说一下你对 Java 内存模型的理解？

Java 内存模型就是定义主内存（共享内存）和工作内存（本地内存）进行交互的规则，
用来多线程环境下共享变量的内存可见性。

为什么线程要用自己的内存？

• 使用工作内存是为了提高性能，减少对主内存的频繁访问，
• 并且可以避免多个线程同时修改共享变量导致冲突。

i++是原子操作吗？

不是。

1. 会先从内存中读取 i 的值。
2. 然后对 i 的值进行加 1 操作。
3. 最后将新的值写回内存。

说说你对原子性、可见性、有序性的理解？

总结

原子性保证操作不可中断，可见性保证变量修改后线程能看到最新值，有序性保证代码执行顺序一致，可以通过 volatile、synchronized 和 CAS 机制来保证这些特性。

• 原子性：操作不可分割，要么全部执行成功，要么完全不执行。（需要使用锁或原子类保证原子性）
• 可见性：一个线程对共享变量修改，能够及时被其他线程看见。（需要使用volatile保证可见性）
• 有序性：指程序是否按照代码的顺序执行。

说说什么是指令重排？

指令重排是CPU或编译器为了提高程序的执行效率，改变代码执行顺序的优化技术。

• 指令重排可能导致多线程环境下的可见性问题和有序性问题。
• 有三种重排序：
  • 编译器重排序
  • 并行指令重排序
  • 内存系统重排序

happens-before 了解吗？

Happens-Before 是 Java内存模型定义的规则，用来保证两个操作之间的可见性。

happens-before 六大规则

• 程序顺序规则：单线程内部，代码按照顺序执行。
• 监视器锁规则：前一个线程释放锁操作发生在后一个线程获取锁之前。
• volatile 变量规则：对一个 volatile 修饰的字段写操作，发生在后续对这个字段的读操作之前。
• 传递性规则：如果A发生在B之前，B发生在C之前，那么A发生在C之前。
• 线程启动规则：如果线程A执行线程B的start()，那么线程A的B.start()happens-before 线程B的任何操作。
• 线程终止规则：如果线程A执行线程B的join()，那么 join()之后的代码，必须等线程B执行完毕后才能执行。