Java内存模型(JMM)主要解决了并发编程中的内存可见性、原子性和有序性问题,具体介绍如下:
内存可见性问题是指一个线程对共享变量的修改,其他线程不能立即看到。这是因为每个线程都有自己的工作内存,线程对变量的所有操作(读取、赋值等)都必须在工作内存中进行,而不能直接读写主内存中的变量。不同线程之间也无法直接访问对方工作内存中的变量,线程间变量值的传递均需要通过主内存来完成。
原子性是指一个或多个操作要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断,要么就都不执行。Java中可以通过synchronized关键字或Lock接口来保证原子性,这些机制在底层都是基于JMM的内存屏障和Happens-Before规则来实现的。
有序性指的是程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。然而,由于编译器的优化和指令集的重排序,Java程序在并发执行时可能会出现乱序执行的情况。JMM通过Happens-Before规则来定义操作之间的偏序关系,从而允许编译器和处理器对指令进行重排序,但同时又保证程序最终执行的结果与按照Happens-Before关系规定的顺序执行的结果一致。
Java内存模型通过定义主内存与工作内存、内存屏障和Happens-Before规则等,为Java程序员提供内存可见性保证,解决了并发编程中的关键问题。