一 Java 内存模型

Java 的内存模型（Java Memory Mode，JMM）指定了 Java 虚拟机如何与计算机的主存（RAM）进行工作。

Java 的内存模型决定了一个线程对共享变量的写入何时对其他线程可见，Java 内存模型定义了线程和主内存之间的抽象关系。具体如下。

• 共享变量存储于主内存之中，每个线程都可以访问。
• 每个线程都有私有的工作内存或者称为本地内存。
• 工作内存只存储该线程对共享变量的副本
• 线程不能直接操作主内存，只有先操作了工作内存之后才能写入主内存。
• 工作内存和 Java 内存模型一样也是一个抽象的概念，它其实并不存在，它涵盖了缓存。寄存器、编译器优化以及硬件等。

假设主内存的共享变量为0，线程1和线程2分别拥有共享变量X的副本，假设线程1此时将工作内存中的X修改为1，同时刷新到主内存，当线程2想要去使用副本X的时候，就会发现该变量已经失效了，必须到主内存再次获取然后存入自己工作内存中，这一点和 CPU 和 CPU Cache 之间的关系非常类似。

二 Java 内存模型与 CPU 硬件架构交互图

Java 内存模型是一个抽象的概念，其与计算机硬件的结构并不完全一样，比如计算机物理内存不会存在栈内存和堆内存的划分，无论是堆内存还是虚拟机栈内存都会对应到物理的主内存，当然也有一部分堆栈内存的数据可能会存入 CPU Cache 和 寄存器中。下图是 Java 内存模型与 CPU 硬件架构交互图。

当同一个数据被分别存储到计算机的各个内存区域时，势必会导致多个线程在各自的工作区域中看到数据有可能不一样的，在 Java 语言中如何保证不同线程对某个共享变量的可见性呢？volatile 这个关键字就亮相了。