JVM之线程安全

并发问题

在了解了JVM结构，特别是内存结构后，我们再说说并发问题产生的原因。在上面的内容中我们分析了Java堆、Java栈，知道Java堆存储的是对象，而Java栈内存是方法执行时所需要的局部变量，其中就包括堆中对象的引用，如果多个线程同时修改堆中同一引用对象的数据，就可能会产生并发问题，导致多个线程中某些线程得到的数据值与实际值不符，造成脏数据。

这种问题为什么会发生？

内存同步
事实上，线程操作堆中共享对象数据时并不是直接操作对象所在的那块内存，这里称之为主内存；而是将对象拷贝到线程私有的工作内存中进行更新，完成后再将最新的数据值同步回主内存，而多个线程在同一时刻将一个对象的值改得七七八八，然后再同时同步给对象所在的内存区域，那么以谁更新的为准就成了问题。

处理器优化和指令重排
还有一种硬件问题也比较重要，那就是为了使处理器内部的运算单元能够尽量的被充分利用，处理器可能会对输入代码进行乱序执行处理。这就是处理器优化。
除了现在很多流行的处理器会对代码进行优化乱序处理，很多编程语言的编译器也会有类似的优化，比如Java虚拟机的即时编译器（JIT）也会做指令重排。
可想而知，如果任由处理器优化和编译器对指令重排的话，就可能导致各种各样的问题。

CPU和缓存一致性
我们应该都知道，计算机在执行程序的时候，每条指令都是在CPU中执行的，而执行的时候，又免不了要和数据打交道。而计算机上面的数据，是存放在主存当中的，也就是计算机的物理内存啦。
刚开始，还相安无事，但是随着CPU技术的发展，CPU的执行速度越来越快。而由于内存的技术并没有太大的变化，所以从内存中读取和写入数据的过程和CPU的执行速度比起来差距就会越来越大,这就导致CPU每次操作内存都要耗费很多等待时间。
所以，人们想出来了一个好的办法，就是在CPU和内存之间增加高速缓存。缓存的概念大家都知道，就是保存一份数据拷贝。他的特点是速度快，内存小，并且昂贵。
那么，程序的执行过程就变成了：
当程序在运行过程中，会将运算需要的数据从主存复制一份到CPU的高速缓存当中，那么CPU进行计算时就可以直接从它的高速缓存读取数据和向其中写入数据，当运算结束之后，再将高速缓存中的数据刷新到主存当中。
而随着CPU能力的不断提升，一层缓存就慢慢的无法满足要求了，就逐渐的衍生出多级缓存。
那么，在有了多级缓存之后，程序的执行就变成了：
当CPU要读取一个数据时，首先从一级缓存中查找，如果没有找到再从二级缓存中查找，如果还是没有就从三级缓存或内存中查找。
单核CPU只含有一套L1，L2，L3缓存；
如果CPU含有多个核心，即多核CPU，则每个核心都含有一套L1（甚至和L2）缓存，而共享L3（或者和L2）缓存。
在CPU和主存之间增加缓存，在多线程场景下就可能存在缓存一致性问题，也就是说，在多核CPU中，每个核的自己的缓存中，关于同一个数据的缓存内容可能不一致。

缓存一致性问题.jpg

其他：

再有人问你Java内存模型是什么，就把这篇文章发给他
一张图看懂JVM

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