• 什么是Java内存模型？
• 使用volatile的困惑
• Happen-Before规则
  1. 程序的顺序性规则
  2. volatile 变量规则
  3. 传递性
  4. 管程中锁的规则
  5. 线程 start() 规则
  6. 线程 join() 规则
• 被我们忽视的final
• 总结

什么是Java内存模型？

导致可见性的原因是缓存，导致有序性的原因是编译优化，那解决可见性、有序性最合理的方案应该是按需禁用缓存以及编译优化。

Java 内存模型规范了 JVM 如何提供按需禁用缓存和编译优化的方法。具体来说，这些方法包括 volatile、synchronized 和 final 三个关键字，以及六项 Happens-Before 规则。

使用volatile的困惑

volatile 关键字并不是 Java 语言的特产，古老的 C 语言里也有，它最原始的意义就是禁用 CPU 缓存。

Java 内存模型在 1.5 版本对 volatile 语义进行了增强。怎么增强的呢？答案是一项 Happens-Before 规则。

Happen-Before规则

如何理解 Happens-Before 呢？
前面一个操作的结果对后续操作是可见的。Happens-Before 约束了编译器的优化行为，虽允许编译器优化，但是要求编译器优化后一定遵守 Happens-Before 规则。

1. 程序的顺序性规则

在一个线程中，按照程序顺序，前面的操作 Happens-Before 于后续的任意操作。

2. volatile 变量规则

对一个 volatile 变量的写操作， Happens-Before 于后续对这个 volatile 变量的读操作。

3. 传递性

如果 A Happens-Before B，且 B Happens-Before C，那么 A Happens-Before C。

4. 管程中锁的规则

对一个锁的解锁 Happens-Before 于后续对这个锁的加锁。

“管程指的是什么”。管程是一种通用的同步原语，在 Java 中指的就是 synchronized，synchronized 是 Java 里对管程的实现。
管程中的锁在 Java 里是隐式实现的，在进入同步块之前，会自动加锁，而在代码块执行完会自动释放锁，加锁以及释放锁都是编译器帮我们实现的。

5. 线程 start() 规则

这条是关于线程启动的。它是指主线程 A 启动子线程 B 后，子线程 B 能够看到主线程在启动子线程 B 前的操作。

6. 线程 join() 规则

这条是关于线程等待的。它是指主线程 A 等待子线程 B 完成（主线程 A 通过调用子线程 B 的 join() 方法实现），当子线程 B 完成后（主线程 A 中 join() 方法返回），主线程能够看到子线程的操作。当然所谓的“看到”，指的是对共享变量的操作。

被我们忽视的final

有没有办法告诉编译器优化得更好一点呢？这个可以有，就是final关键字。final 修饰变量时，初衷是告诉编译器：这个变量生而不变，可以可劲儿优化。

总结

在 Java 语言里面，Happens-Before 的语义本质上是一种可见性，A Happens-Before B 意味着 A 事件对 B 事件来说是可见的，无论 A 事件和 B 事件是否发生在同一个线程里。例如 A 事件发生在线程 1 上，B 事件发生在线程 2 上，Happens-Before 规则保证线程 2 上也能看到 A 事件的发生。

课后思考

有一个共享变量 abc，在一个线程里设置了 abc 的值 abc=3，你思考一下，有哪些办法可以让其他线程能够看到abc==3？

答：

1. 声明共享变量abc，并使用volatile关键字修饰abc
2. 声明共享变量abc，在synchronized关键字对abc的赋值代码块加锁，由于Happen-before管程锁的规则，可以使得后续的线程可以看到abc的值。
3. A线程启动后，使用A.JOIN()方法来完成运行，后续线程再启动，则一定可以看到abc==3