面試官：我記得上一次已經問過了為什麼要有Java記憶體模型
面試官：我記得你的最終答案是：Java為了遮蔽硬體和作業系統訪問記憶體的各種差異，提出了「Java記憶體模型」的規範，保證了Java程式在各種平臺下對記憶體的訪問都能得到一致效果
候選者：嗯，對的
面試官：要不，你今天再來講講Java記憶體模型這裡邊的內容唄？
候選者：嗯，在講之前還是得強調下：Java記憶體模型它是一種「規範」，Java虛擬機器會實現這個規範。
候選者：Java記憶體模型主要的內容，我個人覺得有以下幾塊吧
候選者：1. Java記憶體模型的抽象結構
候選者：2. happen-before規則
候選者：3.對volatile記憶體語義的探討（這塊我後面再好好解釋）
面試官：那要不你就從第一點開始唄？先聊下Java記憶體模型的抽象結構？
候選者：嗯。Java記憶體模型定義了：Java執行緒對記憶體資料進行互動的規範。
候選者：執行緒之間的「共享變數」儲存在「主記憶體」中，每個執行緒都有自己私有的「本地記憶體」，「本地記憶體」儲存了該執行緒以讀/寫共享變數的副本。
候選者：本地記憶體是Java記憶體模型的抽象概念，並不是真實存在的。
候選者：順便畫個圖吧，看完圖就懂了。
候選者：Java記憶體模型規定了：執行緒對變數的所有操作都必須在「本地記憶體」進行，「不能直接讀寫主記憶體」的變數
候選者：Java記憶體模型定義了8種操作來完成「變數如何從主記憶體到本地記憶體，以及變數如何從本地記憶體到主記憶體」
候選者：分別是read/load/use/assign/store/write/lock/unlock操作
候選者：看著8個操作很多，對變數的一次讀寫就涵蓋了這些操作了，我再畫個圖給你講講
候選者：懂了吧？無非就是讀寫用到了各個操作（：
面試官：懂了，很簡單，接下來說什麼是happen-before吧？
候選者：嗯，好的（：
候選者：按我的理解下，happen-before實際上也是一套「規則」。Java記憶體模型定義了這套規則，目的是為了闡述「操作之間」的記憶體「可見性」
候選者：從上次講述「指令重排」就提到了，在CPU和編譯器層面上都有指令重排的問題。
候選者：指令重排雖然是能提高執行的效率，但在併發程式設計中，我們在兼顧「效率」的前提下，還希望「程式結果」能由我們掌控的。
候選者：說白了就是：在某些重要的場景下，這一組操作都不能進行重排序，「前面一個操作的結果對後續操作必須是可見的」。
面試官：嗯...
候選者：於是，Java記憶體模型就提出了happen-before這套規則，規則總共有8條
候選者：比如傳遞性、volatile變數規則、程式順序規則、監視器鎖的規則...（具體看規則的含義就好了，這塊不難）
候選者：只要記住，有了happen-before這些規則。我們寫的程式碼只要在這些規則下，前一個操作的結果對後續操作是可見的，是不會發生重排序的。
面試官：我明白你的意思了
面試官：那最後說下volatile？
候選者：嗯，volatile是Java的一個關鍵字
候選者：為什麼講Java記憶體模型往往就會講到volatile這個關鍵字呢，我覺得主要是它的特性：可見性和有序性(禁止重排序)
候選者：Java記憶體模型這個規範，很大程度下就是為了解決可見性和有序性的問題。
面試官：那你來講講它的原理吧，volatile這個關鍵字是怎麼做到可見性和有序性的
候選者：Java記憶體模型為了實現volatile有序性和可見性，定義了4種記憶體屏障的「規範」，分別是LoadLoad/LoadStore/StoreLoad/StoreStore
候選者：回到volatile上，說白了，就是在volatile「前後」加上「記憶體屏障」，使得編譯器和CPU無法進行重排序，致使有序，並且寫volatile變數對其他執行緒可見。
候選者：Java記憶體模型定義了規範，那Java虛擬機器就得實現啊，是不是？
面試官：嗯...
候選者：之前看過Hotspot虛擬機器的實現，在「彙編」層面上實際是通過Lock字首指令來實現的，而不是各種fence指令（主要原因就是簡便。因為大部分平臺都支援lock指令，而fence指令是x86平臺的）。
候選者：lock指令能保證：禁止CPU和編譯器的重排序（保證了有序性）、保證CPU寫核心的指令可以立即生效且其他核心的快取資料失效（保證了可見性）。
面試官：那你提到這了，我想問問volatile和MESI協議是啥關係？
候選者：它們沒有直接的關聯。
候選者：Java記憶體模型關注的是程式語言層面上，它是高維度的抽象。MESI是CPU快取一致性協議，不同的CPU架構都不一樣，可能有的CPU壓根就沒用MESI協議...
候選者：只不過MESI名聲大，大家就都拿他來舉例子了。而MESI可能只是在「特定的場景下」為實現volatile的可見性/有序性而使用到的一部分罷了（：
面試官：嗯...
候選者：為了讓Java程式設計師遮蔽上面這些底層知識，快速地入門使用volatile變數
候選者：Java記憶體模型的happen-before規則中就有對volatile變數規則的定義
候選者：這條規則的內容其實就是：對一個 volatile 變數的寫操作相對於後續對這個 volatile 變數的讀操作可見
候選者：它通過happen-before規則來規定：只要變數宣告瞭volatile 關鍵字，寫後再讀，讀必須可見寫的值。（可見性、有序性）
面試官：嗯...瞭解了
本文總結：
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為什麼存在Java記憶體模型：Java為了遮蔽硬體和作業系統訪問記憶體的各種差異，提出了「Java記憶體模型」的規範，保證了Java程式在各種平臺下對記憶體的訪問都能得到一致效果
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Java記憶體模型抽象結構：執行緒之間的「共享變數」儲存在「主記憶體」中，每個執行緒都有自己私有的「本地記憶體」，「本地記憶體」儲存了該執行緒以讀/寫共享變數的副本。執行緒對變數的所有操作都必須在「本地記憶體」進行，而「不能直接讀寫主記憶體」的變數
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happen-before規則：Java記憶體模型規定在某些場景下（一共8條），前面一個操作的結果對後續操作必須是可見的。這8條規則成為happen-before規則
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volatile：volatile是Java的關鍵字，修飾的變數是可見性且有序的（不會被重排序）。可見性由happen-before規則完成，有序性由Java記憶體模型定義的「記憶體屏障」完成，實際HotSpot虛擬機器實現Java記憶體模型規範，彙編底層通過Lock指令來實現。
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