讲一下JVM的内存模型
JVM内存模型（Java Memory Model，JMM）是Java并发编程的核心基础，也是面试中的高频考点。它主要解决了多线程环境下共享数据的可见性、原子性和有序性问题，定义了线程和主内存之间的抽象关系。
一、JMM的核心目标
- 解决多线程内存可见性问题：多个线程如何看到彼此的内存修改
- 规范指令重排序规则：在不影响单线程执行结果的前提下，允许编译器和CPU对指令重排序，但需保证多线程安全
- 定义happens-before规则：建立操作之间的偏序关系，确保多线程环境下的执行结果可预测
二、JMM的内存抽象模型
JMM将内存划分为两种：
- 主内存：所有线程共享的内存区域，存储共享变量（实例字段、静态字段等）
- 工作内存：每个线程独有的内存区域，存储共享变量的副本
交互规则：
- 线程对共享变量的操作必须在自己的工作内存中进行，不能直接读写主内存
- 线程修改后的变量需同步回主内存，其他线程才能看到最新值
三、三大特性及保证机制
1. 原子性（Atomicity）
- 定义：一个操作或多个操作要么全部执行且执行过程不被中断，要么都不执行
- 保证方式：
- 基本数据类型的读取和赋值操作是原子性的（long和double除外，在32位系统可能非原子）
synchronized关键字：通过同步锁保证代码块的原子性java.util.concurrent.atomic包：提供CAS操作实现原子性（如AtomicInteger）
2. 可见性（Visibility）
- 定义：当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能立即看到修改后的值
- 保证方式：
volatile关键字：强制变量修改后立即同步到主内存，读取时直接从主内存加载synchronized：解锁前必须将变量同步回主内存final：被final修饰的变量初始化后不可修改，具有可见性
3. 有序性（Ordering）
- 定义：程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行
- 问题来源：
- 编译器优化重排序
- CPU指令重排序
- 内存系统重排序
- 保证方式：
volatile：禁止指令重排序（通过内存屏障）synchronized：保证同一时刻只有一个线程执行同步块，相当于顺序执行- happens-before规则：无需任何同步手段即可保证有序性的天然规则
四、Happens-Before规则（高频考点）
JMM定义的天然有序性规则，无需额外同步操作：
- 程序顺序规则：单线程中，前面的操作happens-before后面的操作
- volatile变量规则：对volatile变量的写操作happens-before后续的读操作
- 锁规则：解锁操作happens-before后续的加锁操作
- 传递性：若A happens-before B，B happens-before C，则A happens-before C
- 线程启动规则：
Thread.start()happens-before线程中的任何操作 - 线程终止规则：线程中的所有操作happens-before其他线程检测到该线程终止
- 线程中断规则：对线程的中断操作happens-before被中断线程感知到中断
- 对象终结规则：对象的构造函数执行完成happens-before其finalize()方法
五、Volatile关键字的作用（重点）
- 保证可见性：变量修改后立即同步到主内存
- 禁止指令重排序：通过插入内存屏障实现：
- 写操作后插入StoreStore屏障，防止后续写操作重排序到前面
- 写操作后插入StoreLoad屏障，防止读操作重排序到写操作前面
- 读操作前插入LoadLoad屏障，防止前面的读操作重排序到后面
- 读操作后插入LoadStore屏障，防止后面的写操作重排序到前面
- 不保证原子性：如
i++操作仍需同步手段保证原子性
六、常见面试题解析
Q：JMM和JVM内存结构的区别？
A：JMM是抽象模型，关注多线程内存交互；JVM内存结构是具体划分（如堆、方法区、虚拟机栈等），关注内存分配。Q：Volatile和Synchronized的区别？
A：Volatile轻量级，保证可见性和有序性，不保证原子性；Synchronized重量级，保证三大特性，可修饰方法和代码块。Q：为什么DCL单例模式需要Volatile？
A：防止指令重排序导致的"半初始化"问题，instance = new Singleton()可能被拆分为分配内存、初始化、赋值三步，重排序后可能导致其他线程获取到未初始化的实例。
JMM是理解Java并发编程的基础，掌握其核心概念（三大特性、happens-before规则、volatile作用）对解决并发问题和应对面试至关重要。