深入理解Java内存模型??总结

　　JMM的设计

　　从JMM设计者的角度来说，在设计JMM时，需要考虑两个关键因素：

　　● 程序员对内存模型的使用。程序员希望内存模型易于理解，易于编程。程序员希望基于一个强内存模型来编写代码。

　　● 编译器和处理器对内存模型的实现。编译器和处理器希望内存模型对它们的束缚越少越好，这样它们可以做尽可能多的优化来提高性能。编译器和处理器希望实现一个弱内存模型。

　　由于这两个因素互相矛盾，所以JSR-133专家组在设计JMM时的核心目标是找到一个好的平衡点：一方面要为程序员提供足够强的内存可见性保证；另一方面，对编译器和处理器的限制要尽可能的放松。下面让我们看看JSR-133是如何实现这一目标的。

　　为了具体说明，请看前面提到过的计算圆面积的示例代码：

double pi  = 3.14;    //A
double r   = 1.0;     //B
double area = pi * r * r; //C

　　上面计算圆的面积的示例代码存在三个happens- before关系：

　　1、A happens- before B；

　　2、B happens- before C；

　　3、A happens- before C；

　　由于A happens- before B，happens- before的定义会要求：A操作执行的结果要对B可见，且A操作的执行顺序排在B操作之前。 但是从程序语义的角度来说，对A和B做重排序即不会改变程序的执行结果，也还能提高程序的执行性能（允许这种重排序减少了对编译器和处理器优化的束缚）。也是说，上面这3个happens- before关系中，虽然2和3是必需要的，但1是不必要的。因此，JMM把happens- before要求禁止的重排序分为了下面两类：

　　● 会改变程序执行结果的重排序。

　　● 不会改变程序执行结果的重排序。

　　JMM对这两种不同性质的重排序，采取了不同的策略：

　　● 对于会改变程序执行结果的重排序，JMM要求编译器和处理器必须禁止这种重排序。

　　● 对于不会改变程序执行结果的重排序，JMM对编译器和处理器不作要求（JMM允许这种重排序）。

　　下面是JMM的设计示意图：

　　从上图可以看出两点：

　　● JMM向程序员提供的happens- before规则能满足程序员的需求。JMM的happens- before规则不但简单易懂，而且也向程序员提供了足够强的内存可见性保证（有些内存可见性保证其实并不一定真实存在，比如上面的A happens- before B）。

　　● JMM对编译器和处理器的束缚已经尽可能的少。从上面的分析我们可以看出，JMM其实是在遵循一个基本原则：只要不改变程序的执行结果（指的是单线程程序和正确同步的多线程程序），编译器和处理器怎么优化都行。比如，如果编译器经过细致的分析后，认定一个锁只会被单个线程访问，那么这个锁可以被消除。再比如，如果编译器经过细致的分析后，认定一个volatile变量仅仅只会被单个线程访问，那么编译器可以把这个volatile变量当作一个普通变量来对待。这些优化既不会改变程序的执行结果，又能提高程序的执行效率。