在網(wǎng)上很多資料都介紹了java內(nèi)存模型的內(nèi)容，可看的資料越多，導(dǎo)致自己越迷糊了，到底什么是Java內(nèi)存模型，Java內(nèi)存模型是用來(lái)干嘛的，接下來(lái)就和大家一起探討Java內(nèi)存模型到底是個(gè)啥？

說(shuō)到Java內(nèi)存模型，先得介紹一下什么是模型。拿最簡(jiǎn)單的小時(shí)候玩的飛機(jī)模型來(lái)說(shuō)，它讓我們了解了什么是飛機(jī)，飛機(jī)大概是個(gè)什么樣的，它的機(jī)艙在哪，駕駛室在哪等等...

理解了這一點(diǎn)，相信你對(duì)模型就基本上有一個(gè)大概的了解了。那么我們接下來(lái)就開始介紹什么是內(nèi)存模型。同樣的，內(nèi)存模型是用來(lái)抽象對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)存進(jìn)行操作的一個(gè)理想化的概念。

首先介紹一個(gè)理想化的內(nèi)存模型，這也是程序員最期待看到的一個(gè)內(nèi)存模型 - 順序一致性內(nèi)存模型。這個(gè)內(nèi)存模型的概念比較簡(jiǎn)單，即我們寫了一段程序（圖1-1），我們期待程序按照我們的寫的內(nèi)容執(zhí)行，即先執(zhí)行第1步，接下來(lái)依次執(zhí)行2、3、4步，這就是最簡(jiǎn)單也是最理想化的模型，順序一致性內(nèi)存模型，這種模型更容易理解，我們?cè)趯懘a時(shí)執(zhí)行的過(guò)程中，能“看”到的也是這種理論化的模型的執(zhí)行結(jié)果。

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順序一致性內(nèi)存模型為程序的開發(fā)者和使用者提供了方便，但是，對(duì)于計(jì)算機(jī)而言，它卻限制太多，以至于使計(jì)算機(jī)的性能不能充分發(fā)揮。相對(duì)于我們看到的順序一致性模型而言，計(jì)算機(jī)更傾向于“優(yōu)化”我們代碼的執(zhí)行順序，如圖1-1中，第3步依賴于第1步和第2步的執(zhí)行結(jié)果，但是第1步和第2步本身沒有依賴關(guān)系，因此，計(jì)算機(jī)內(nèi)存在讀寫的過(guò)程中，就可能先執(zhí)行第2步，然后執(zhí)行第1步。也就是說(shuō)，計(jì)算機(jī)基于單線程程序中不改變程序的運(yùn)行結(jié)果，來(lái)對(duì)我們代碼的執(zhí)行順序進(jìn)行優(yōu)化。

那么計(jì)算機(jī)是如何優(yōu)化我們的程序呢？

在討論計(jì)算機(jī)如何優(yōu)化之前，我們首先要知道我們的程序?qū)?nèi)存主要做了什么操作：讀和寫。

因此，計(jì)算機(jī)針對(duì)內(nèi)存的讀和寫對(duì)我們的程序進(jìn)行如下優(yōu)化：

1）寫/讀操作的優(yōu)化：兩個(gè)不存在依賴關(guān)系的寫/讀操作可以進(jìn)行執(zhí)行順序的優(yōu)化

2）寫/寫操作的優(yōu)化：兩個(gè)不存在依賴關(guān)系的寫操作可以進(jìn)行執(zhí)行順序的優(yōu)化

3）讀/寫和讀/讀操作的優(yōu)化：兩個(gè)不存在依賴關(guān)系的讀/寫或讀/讀操作可以進(jìn)行執(zhí)行順序的優(yōu)化

首先介紹寫/讀的優(yōu)化。大部分內(nèi)存模型幾乎都會(huì)進(jìn)行這種優(yōu)化，簡(jiǎn)單理解方式為，寫比讀更消耗資源，因此，大部分的內(nèi)存模型都會(huì)將寫操作和讀操作的執(zhí)行順序進(jìn)行優(yōu)化（前提是寫/讀操作不存在依賴關(guān)系）【本質(zhì)上是因?yàn)橛?jì)算機(jī)使用了寫緩存，因此，進(jìn)行寫/讀的優(yōu)化能大幅度提升計(jì)算機(jī)的執(zhí)行效率】。如圖1-2中，第1步和第2步為寫操作，第3步為讀操作，計(jì)算機(jī)在執(zhí)行過(guò)程中執(zhí)行完第1步之后，可能會(huì)先執(zhí)行第3步（讀），再執(zhí)行第2步（寫），這就是最基本的寫/讀重排序（變?yōu)榱俗x/寫）。

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接下來(lái)介紹寫/寫操作的優(yōu)化。寫寫操作的優(yōu)化比較容易理解，如上圖1-2中，由于第1步和第2步本身并沒有依賴關(guān)系，因此，內(nèi)存在寫入過(guò)程中，可能會(huì)先執(zhí)行第2步，再執(zhí)行第1步，這就是寫/寫操作的優(yōu)化。

最后介紹讀/寫和讀/讀操作的優(yōu)化。內(nèi)存在讀取變量和寫入變量的過(guò)程不存在依賴關(guān)系時(shí)，如內(nèi)存先讀取a的值（第1步），然后再寫入b的值（第2步），由于這兩步本身沒有依賴關(guān)系，因此內(nèi)存可能會(huì)先執(zhí)行第2步，再執(zhí)行第1步。讀/讀操作的優(yōu)化類似【內(nèi)存讀取a的值（第1步），然后讀取b的值（第2步），由于1，2兩步?jīng)]有依賴關(guān)系，因此，計(jì)算機(jī)可能會(huì)重排序?yàn)橄葓?zhí)行第2步，再執(zhí)行第1步】。

以上就是有關(guān)Java內(nèi)存模型對(duì)于讀寫操作的優(yōu)化了，針對(duì)這四種優(yōu)化類型，整理了幾種抽象的內(nèi)存模型如下：

1）對(duì)于寫/讀操作放松的內(nèi)存模型：Total Store Ordering(簡(jiǎn)稱TSO)

2）在上一條基礎(chǔ)上，對(duì)于寫/寫操作放松的內(nèi)存模型：Partial Store Ordering(簡(jiǎn)稱PSO)

3）在前兩條基礎(chǔ)上，對(duì)于讀/寫和讀/讀放松的內(nèi)存模型：Relaxed Memory Ordering(簡(jiǎn)稱RMO)和powerPc

幾種內(nèi)存模型和他們對(duì)于讀/寫重排序的支持如下（圖1-3）

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在單線程程序中，不論是哪一種內(nèi)存的優(yōu)化都不會(huì)影響最終結(jié)果的呈現(xiàn)，這也是內(nèi)存模型建立的最基本原則，但是到了多線程程序中，由于各個(gè)線程間的操作相互不可見，因此，就可能會(huì)出現(xiàn)類變量讀/寫的問(wèn)題，具體問(wèn)題，我們?cè)谙乱徽?，并發(fā)編程之內(nèi)存間的“通話”一章中詳細(xì)介紹。