一、概述
關於現代CPU與Cache、RAM之間的資料與指令互動以及由此產生的一致性問題解決方案如MESI等這裡就不說了，網上也有很多文章講解到這些，這裡說一下Java虛擬機器的記憶體模型。

二、Java中的主記憶體與工作記憶體

1.主記憶體（Main Memory）
主記憶體可理解為Java虛擬機器所擁有和管理的那一部分實體記憶體，所有的變數都儲存於主記憶體中，這裡的變數包括了例項欄位、靜態欄位、陣列元素，但不包括區域性變數和方法的引數（因為這兩者為執行緒私有）。

1. 工作記憶體（Working Memory）
   工作記憶體與Cahce類似，執行緒的工作記憶體中儲存著該執行緒需要使用到的變數的副本，這些副本是從主記憶體拷貝而來。而執行緒對變數的所有操作都需要在工作記憶體中完成。
   1. 工作記憶體與主記憶體之間的互動
      Java虛擬機器規範裡面規定了8種原子操作來描述兩者之間的資料互動，分別是： lock、read、load、use、assign、store、write、unlock；Java虛擬機器規範裡面明確指定了read和load操作、store和write操作這兩組必須順序執行，兩者之間不能插入其他指令，也不允許這四個指令之一單獨出現。類似的約束還有：assign操作使得工作記憶體中的資料的值發生改變，必須store到工作記憶體中並write到主記憶體，但是沒有經過assign操作的資料，不能進行此操作。對一個變數執行use、store操作之前，必須先執行assign和load指令，以初始化變數。同一時刻只允許一個執行緒對一個變數執行lock操作，同一條執行緒也可以多次執行lock操作作用於同一個變數，但是一旦有執行緒對某一個變數執行了lock操作，那麼之前存在於工作記憶體中的這個變數的值會被清空。執行引擎要是用這個變數的話，必須執行load或者assign。
   2. 關於volatile關鍵字
      算是一個輕量級鎖機制。為什麼叫輕量級呢，因為被volatile關鍵字修飾的變數，依然是在各個執行緒的工作記憶體中儲存了副本，可以出現每個執行緒工作記憶體中其值不一致的情況，但是每次使用volatile修飾的關鍵字的變數之前都要有一步重新整理的動作，重新整理之後對執行引擎來說看不到不一致的情況，因此呢，volatile修飾的關鍵字可以保持對其他執行緒的可見性，也即一旦某個執行緒修改了volatile修飾的一個變數的值，那麼其他執行緒立即可見。所以可以確保被volatile修飾的關鍵字，在只有一個執行緒對其有寫操作時，或者說不依賴這個變數當前值的時候，在各個執行緒的工作記憶體中不存在一致性問題。

作者：CaramelMacchiato
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來源：慕課網