JMM¶

JMM 是“Java Memory Model”，它是对多线程读写共享变量时的规则抽象。

JMM 规定了多个线程如何通过“主内存 + 各自工作内存”读写共享变量，从而保证多线程的可见性、有序性、原子性。

1. 主内存 & 工作内存（线程本地内存）

JMM 抽象出两类内存：

主内存（Main Memory）
- 存放所有共享变量（类似“统一的大仓库”）。
工作内存（Working Memory）
- 每个线程拷贝一份共享变量的副本到自己的工作内存里，只能操作这份副本。
- 修改完成后再同步回主内存，别的线程再从主内存刷新。

问题就出在：刷新和回写不是实时的，所以会有“看不到别人最新修改”的情况。

2. 并发三大特性（JMM 要解决啥）

1）可见性（Visibility）

含义：一个线程对共享变量的修改，其他线程能够立刻看到。
默认情况下，线程可能一直用自己工作内存里的旧值。
保证办法：
- volatile
- synchronized
- Lock 等。

2）有序性（Ordering）

编译器和 CPU 会对指令做重排序，只要单线程下结果一致就行，多线程下就可能出问题。
volatile 和同步（锁）可以在一定程度上禁止或约束重排序。

3）原子性（Atomicity）

一系列操作要么全部执行、要么都不执行，不会被打断。
i++ 不是原子操作，分为读-改-写，因此多线程下会丢更新。
保证办法：
- 锁（synchronized / ReentrantLock）
- 原子类（AtomicInteger 等）。

3. happens-before 规则（判断“是否有顺序保障”的工具）

JMM 用 happens-before 抽象“前一个操作的结果对后一个操作可见且有顺序约束” 。核心规则有：

程序顺序规则：同一线程内，代码顺序上的前面 happens-before 后面。
锁规则：对同一把锁的解锁 happens-before 后续的加锁。
volatile 规则：对一个 volatile 变量的写 happens-before 后续对该变量的读。
传递性：A happens-before B，B happens-before C，则 A happens-before C 。

如果两个操作之间不存在任何 happens-before 关系，JVM 可以重排序，它们对彼此不保证可见性和顺序。

JMM 典型例子：可见性问题¶

代码示例：没有可见性保证

public class JmmVisibilityDemo {

    private static boolean running = true; // 未加 volatile

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread(() -> {
            System.out.println("worker start");
            while (running) {  // 可能一直用工作内存中的旧值
                // do something
            }
            System.out.println("worker end");
        });
        t.start();

        Thread.sleep(1000);
        running = false; // 主线程修改 running
        System.out.println("main set running = false");
    }
}

现象（在某些环境中很容易复现）：

主线程把 running 改为 false 了，但子线程可能一直“死循环”，看不到变化。
原因：子线程读的是自己工作内存里的旧副本，从未刷新。

使用 volatile 修复可见性

public class JmmVisibilityDemoFixed {

    private static volatile boolean running = true; // 加 volatile

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread(() -> {
            System.out.println("worker start");
            while (running) {
                // do something
            }
            System.out.println("worker end");
        });
        t.start();

        Thread.sleep(1000);
        running = false; // 对 volatile 变量的写，happens-before 后续读
        System.out.println("main set running = false");
    }
}

关键点：

volatile 保证：
- 写操作会立刻刷新到主内存，并让其他线程的工作内存失效；
- 读操作每次都从主内存读取最新值。
同时具有一定的有序性保证（不允许对 volatile 前后的指令进行某些重排序）。

JMM（并发语义）

目的：搞清楚“多线程如何安全地读写共享变量”。
记忆路径：
- 主内存 & 工作内存。
- 三大特性：原子性、可见性、有序性。
- 关键工具：volatile、synchronized、Lock、happens-before 规则。

未完待续：

分别帮你画出一张“JVM 运行时数据区”脑图式文字版，再单独做一份“JMM + volatile + synchronized”的专题讲解