JVM内存模型（Java Memory Model）定义了Java程序中多线程访问共享内存的规则：

1. JMM基本概念

目的

• 屏蔽不同硬件和操作系统的内存访问差异
• 让Java程序在各种平台上都能达到一致的内存访问效果
• 保证多线程程序的正确性

核心问题

• 内存可见性：一个线程对共享变量的修改，其他线程能否立即看到
• 原子性：一个操作是否不可中断
• 有序性：程序执行的顺序是否与代码顺序一致

1. 主内存和工作内存

主内存（Main Memory）

• 所有线程共享的内存区域
• 存储所有变量的主本
• 类似于物理机的RAM

工作内存（Working Memory）

• 每个线程独有内存区域
• 存储线程使用变量的副本
• 类似于CPU的缓存

交互规则

• 线程只能操作工作内存中的变量
• 变量值在工作内存和主内存之间传递
• 传递过程需要遵循特定规则

1. 内存可见性问题

问题描述

public class VisibilityExample {
private boolean flag = false;

public void setFlag() {
flag = true;  // 线程A执行
}

public boolean getFlag() {
return flag;  // 线程B执行
}
}

问题分析

• 线程A修改flag后，线程B可能看不到最新值
• 原因：工作内存和主内存不同步
• 结果：程序行为不可预测

解决方案

• 使用volatile关键字
• 使用synchronized关键字
• 使用Lock接口
• 使用Atomic类

1. happens-before关系

定义

• 如果操作A happens-before操作B，那么A的结果对B可见
• 是JMM的核心概念
• 用于判断操作的可见性

规则

• 程序顺序规则：同一线程中的操作按程序顺序执行
• 监视器锁规则：解锁操作happens-before后续的加锁操作
• volatile变量规则：写操作happens-before后续的读操作
• 线程启动规则：start()方法happens-before线程中的任何操作
• 线程终止规则：线程中的任何操作happens-before线程终止
• 中断规则：对线程interrupt()的调用happens-before被中断线程的代码检测到中断
• 终结器规则：对象的构造函数happens-before对象的finalize()方法
• 传递性：如果A happens-before B，B happens-before C，那么A happens-before C

1. volatile关键字

作用

• 保证变量的可见性
• 禁止指令重排序
• 不保证原子性

实现原理

• 内存屏障：在读写操作前后插入内存屏障
• 禁止重排序：编译器不会重排序volatile操作
• 立即刷新：写操作后立即刷新到主内存

使用场景

public class VolatileExample {
private volatile boolean flag = false;

public void setFlag() {
flag = true;  // 立即对其他线程可见
}

public boolean getFlag() {
return flag;  // 总是读取最新值
}
}

1. synchronized关键字

作用

• 保证原子性：同一时刻只有一个线程执行
• 保证可见性：解锁前将变量刷新到主内存
• 保证有序性：禁止指令重排序

实现原理

• 对象头：Mark Word存储锁信息
• 监视器：每个对象关联一个监视器
• 锁升级：偏向锁→轻量级锁→重量级锁

使用示例

public class SynchronizedExample {
private int count = 0;

public synchronized void increment() {
count++;  // 原子操作
}

public synchronized int getCount() {
return count;  // 可见性保证
}
}