02 Java内存模型：看Java如何解决可见性和有序性问题

如何解决其中的可见性和有序性导致的问题，这也就引出来了今天的主角——Java 内存模型。

一、什么是 Java 内存模型？

导致可见性的原因是缓存，导致有序性的原因是编译优化，那解决可见性、有序性最直接的办法就是禁用缓存和编译优化，但这样虽然解决了问题，但也导致带来的性能优化都没了。

因此，解决方案是：提出一套规则和方法，是程序员能在该禁用的时候禁用，不该禁用的时候不禁用。

Java 内存模型规范就是来解决这个问题的 —— 提供按需禁用缓存和编译优化的方法
具体来说，这些方法包括 volatile、synchronized 和 final 三个关键字，以及六项 Happens-Before 规则，这也正是本期的重点内容。

二、Happens-Before 规则

Q：如何理解 Happens-Before 呢？
A：前面一个操作的结果对后续操作是可见的。但不能理解为前一个操作发生在后续操作的前面。
只要最终语义是对的，编译器怎么优化都行。

1、程序的顺序性规则
这条规则是指在一个线程中，按照程序顺序，前面的操作 Happens-Before 于后续的任意操作。

2、volatile 变量规则
这条规则是指对一个 volatile 变量的写操作， Happens-Before 于后续对这个 volatile 变量的读操作。

3、传递性
这条规则是指如果 A Happens-Before B，且 B Happens-Before C，那么 A Happens-Before C。

4、管程中锁的规则
这条规则是指对一个锁的解锁 Happens-Before 于后续对这个锁的加锁。

5、线程 start() 规则
这条是关于线程启动的。它是指主线程 A 启动子线程 B 后，子线程 B 能够看到主线程在启动子线程 B 前的操作。

6、线程 join() 规则
它是指主线程 A 等待子线程 B 完成（主线程 A 通过调用子线程 B 的 join() 方法实现），当子线程 B 完成后（主线程 A 中 join() 方法返回），主线程能够看到子线程的操作。当然所谓的“看到”，指的是对共享变量的操作。

疑惑

Q：volatile、synchronized 和 final 能理解是提供给程序员用的，六项 Happens-Before 规则是约束谁的呢？
A：这是给程序员的保障，按照提供的规则写，就能保证 Happens-Before 的语义。

参考文章：

Java内存模型以及happens-before规则