JMM-内存模型

Java 内存模型（JMM）是一个抽象的概念，并不真实存在，它描述了一组规则或规范，通过这组规范定义了程序中各个变量（包括实例字段，静态字段和构成数组对象的元素）的访问方式。

JMM 关于同步的规定：

• 线程解锁前，必须把共享变量的值刷新回主内存。
• 线程加锁时，将清空工作内存中的共享变量，从而使用共享变量时需要从主内存重新读取最新的值（注意，加锁与解锁是同一把锁）。
• 线程解锁前，对于该锁保护的每个更新过的共享变量，必须立即同步到主内存中。
• 线程加锁时，对于该锁保护的每个共享变量，必须立即从主内存中读取最新的值，或者清空工作内存中的值，在使用前从主内存中重新获取。

JMM 的主要特性：

1. 原子性: 原子性是指一个操作是不可中断的，即使是在多个线程同时执行的时候，一个操作一旦开始，就不会被其他线程干扰。
2. 可见性: 可见性是指当一个线程修改了某个共享变量的值，其他线程能够立即得知这个修改。JMM 通过 volatile 关键字来保证变量修改的可见性。当一个共享变量被 volatile 修饰时，它会保证修改的值立即同步到主内存，当有其他线程需要读取时，它会直接读取主内存中的最新值。
3. 有序性: 有序性是指程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。在 Java 内存模型中，允许编译器和处理器对指令进行重排序，但是重排序过程不会影响到单线程程序的执行，却会影响到多线程并发执行的正确性。

happens-before 原则:

这是 JMM 的重要概念，如果一个操作执行的结果需要对另一个操作可见，那么这两个操作之间必须存在 happens-before 关系。几个重要的 happens-before 原则如下：

1. 程序次序规则：一个线程中的每个操作，happens-before 于该线程中的任意后续操作。
2. 监视器锁规则：对一个锁的解锁，happens-before 于随后对这个锁的加锁。
3. volatile 变量规则：对一个 volatile 域的写，happens-before 于任意后续对这个 volatile 域的读。
4. 传递性：如果 A happens-before B，且 B happens-before C，那么 A happens-before C。

示例:

考虑以下代码示例：

javaCopy codepublic class SharedObject {
    private int count = 0;

    public void incrementCount() {
        count++;
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

public class ThreadExample extends Thread {
    private SharedObject sharedObject;

    public ThreadExample(SharedObject sharedObject) {
        this.sharedObject = sharedObject;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            sharedObject.incrementCount();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        SharedObject sharedObject = new SharedObject();
        ThreadExample thread1 = new ThreadExample(sharedObject);
        ThreadExample thread2 = new ThreadExample(sharedObject);
        thread1.start();
        thread2.start();
        thread1.join();
        thread2.join();
        System.out.println("Final count is: " + sharedObject.getCount());
    }
}

在这个示例中，如果你运行这个程序，最终输出的 count 值可能会小于 2000。这是因为 count++ 操作不是原子性的，它包括读取变量 count 的当前值、增加 1 和写回新值三个步骤。由于没有同步措施，两个线程可能在同一时间执行 count++ 操作，导致一些增量丢失。

为了修复这个问题，你可以使用 synchronized 关键字或 AtomicInteger 类来确保原子性、可见性和有序性。这些工具和关键字是 Java 平台提供的并发工具，是 JMM 规则在语言层面的实现。