上一篇地址：赶紧收藏！2024 年最常见 20道并发编程面试题（七）-CSDN博客
十五、什么是Java内存模型（JMM）？
Java内存模型（Java Memory Model，简称JMM）是Java语言规范中定义的一个抽象的内存模型，它描述了一组规则，这些规则规定了在多线程环境下，变量（特别是共享变量）的访问方式、操作的原子性、可见性和有序性。JMM是Java并发编程的基础，它确保了在不同的线程之间，对共享变量的访问能够按照一致的、可预测的方式进行。
Java内存模型的组成部分：
- 主内存（Main Memory）：所有线程共享的内存区域，用于存储共享变量。
- 工作内存（Working Memory）：每个线程拥有自己的工作内存，它是主内存的一个副本。线程对共享变量的所有操作首先在工作内存中进行，然后通过某种机制同步回主内存。
Java内存模型的核心规则：
- 原子性：原子性是指一个操作或者一系列操作要么全部执行并且在执行过程中不会被任何其他操作中断，要么就全部都不执行。Java内存模型保证基本类型的读取和赋值操作是原子的（除了long和double的非volatile赋值），但是对于复合操作（如自增操作i++）需要通过synchronized等关键字来保证原子性。
- 可见性：可见性是指当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能够立即看到这个改变。Java内存模型通过synchronized、volatile等关键字来保证变量的可见性。
- 有序性：在单线程环境中，代码的执行顺序是按照编写的顺序来的。但在多线程环境中，如果不正确地使用同步机制，可能会导致指令重排序，从而影响程序的正确性。Java内存模型通过happens-before关系来定义操作的顺序。
Java内存模型对并发编程的影响：
- 线程安全：JMM定义了在并发环境下，如何正确地访问共享变量，以避免数据竞争和不一致的问题。
- 性能优化：编译器和处理器可能会对代码进行重排序以优化性能。JMM通过happens-before规则来约束这种重排序，以保证程序的内存一致性。
- 编程复杂性：由于JMM的存在，开发者需要更加小心地处理多线程环境下的共享变量，以避免并发问题。
Java内存模型的happens-before原则：
- 如果操作A happens-before操作B，那么在操作B开始之前，操作A的结果必须对操作B可见。
- 程序顺序规则：在单个线程内，按照代码顺序执行的操作具有happens-before关系。
- 监视器（锁）规则：对一个锁的解锁操作happens-before于随后对这个锁的加锁操作。
- volatile变量规则：对一个volatile变量的写操作happens-before于后续对这个变量的读操作。
- 线程启动规则：线程的start()方法happens-before于线程中的所有操作。
- 线程中断规则：线程的中断状态在被其他线程检测到之前，happens-before于该线程的中断检查操作。
- 线程终结规则：线程中的所有操作都happens-before于线程的终止。
Java内存模型的实现：
Java内存模型的具体实现依赖于JVM和底层硬件架构。不同的JVM实现可能会有不同的内存模型实现细节，但它们都必须遵守Java语言规范中定义的内存模型规则。
总的来说，Java内存模型是理解和使用Java并发编程特性的关键。它为开发者提供了一套规则，以确保在多线程环境中，对共享变量的访问能够安全、一致地进行。
十六、请解释synchronized和volatile关键字在Java中的作用。
在Java中，synchronized和volatile是两个关键字，它们在多线程编程中扮演着重要的角色，用于确保线程安全和数据的一致性。
synchronized关键字
synchronized关键字主要用于实现同步，即确保多个线程在访问共享资源时的互斥性。它可以用于方法或者代码块上。
方法同步：当一个实例方法被声明为
synchronized时，同一时间只有一个线程能够执行该对象的所有同步实例方法。public synchronized void myMethod() { // 方法体 }静态方法同步：当一个静态方法被声明为
synchronized时，同一时间只有一个线程能够执行该类的所有同步静态方法。public static synchronized void myStaticMethod() { // 方法体 }同步代码块：可以使用
synchronized关键字同步一个特定的对象，只同步代码块内的代码。public void myMethod() { synchronized(this) { // 同步代码块 } }
synchronized关键字的作用包括：
- 互斥性：确保同一时间只有一个线程可以执行特定代码段。
- 可见性：同步代码块或方法中的变量修改对其他线程是可见的。
- 原子性：对于复合操作，
synchronized可以保证这些操作的原子性。
volatile关键字
volatile关键字用于声明一个变量，使得对这个变量的读写操作对所有线程都是可见的，并且保证复合操作的原子性。
- 可见性：当一个变量被声明为
volatile时，其他线程能够立即看到这个变量的修改。 - 禁止指令重排序：
volatile变量的写操作在JMM中具有内存屏障（Memory Barrier）的效果，可以防止编译器和处理器对相关指令进行重排序。
使用volatile关键字的场景：
- 状态标志：用于表示线程的状态，如
running、stopped等。 - 计数器：在某些情况下，如果计数器的递增和递减操作可以独立进行，并且不影响程序逻辑，可以使用
volatile。
示例：
public class Flag {
private volatile boolean running = true;
public void start() {
while (running) {
// 执行任务
}
}
public void stop() {
running = false;
}
}synchronized和volatile的区别：
synchronized提供了互斥性，而volatile不提供。synchronized可以保证复合操作的原子性，而volatile只能保证单个操作的原子性。synchronized可以用于修饰方法或同步代码块，而volatile只能用于修饰变量。synchronized可以确保操作的可见性，但volatile的可见性是由内存屏障机制保证的。
总的来说，synchronized和volatile都是Java提供的工具，用于处理多线程环境下的线程安全问题。开发者需要根据具体的应用场景来选择使用哪一种，或者两者结合使用，以确保程序的正确性和性能。
