java内存模型：

一、概念：线程之间的共享变量存储在主内存（Main Memory）中，每个线程都有一个私有的本地内存（Local Memory），本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的副本。
例如：一个局部变量如果是原始类型，那么它会被完全存储到栈区。 
一个局部变量也有可能是一个对象的引用，这种情况下，这个本地引用会被存储到栈中，但是对象本身仍然存储在堆区。
对于一个对象的成员方法，这些方法中包含局部变量，仍需要存储在栈区，即使它们所属的对象在堆区。 
对于一个对象的成员变量，不管它是原始类型还是包装类型，都会被存储到堆区。Static类型的变量以及类本身相关信息都会随着类本身存储在堆区。

  八大基本类型：原始类型(boolean,byte,short,char,int,long,float,double)
二、八大原子操作：
1.lock：作用于主内存的变量，把一个变量标记为一条线程独占状态
2.unlock：把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才可以被其他线程锁定
3.read(读取)：作用于主内存中，需要先对变量进行副本的拷贝，然后将变量值传输到工作内存中
4.load(载入)：在工作内存中，需要对传输过来的副本变量进行一个获取，并且存入到工作内存中
5.use(使用)： 需要将获取的变量传给执行引擎
6.assign(赋值)：执行引擎会将这个收到的变量赋值给工作内存的变量
7.store(存储)：修改这个传过来的副本之后，会将修改的值存储并送到主内存中
8.write(写入)：会将这个存储的变量写回到主内存中，即修改主内存的值
同时在使用这八种原子操作时，需要满足以下的规则：
1.如果要把一个变量从主内存中复制到工作内存，就需要按顺寻地执行read和load操作， 如果把变量从工作内存中同步回主内存中，就要按顺序地执行store和write操作。但Java内存模型只要求上述操作必须按顺序执行，而没有保证必须是连续执行。
2.不允许read和load、store和write操作之一单独出现
3.不允许一个线程丢弃它的最近assign的操作，即变量在工作内存中改变了之后必须同步到主内存中。
4.不允许一个线程无原因地（没有发生过任何assign操作）把数据从工作内存同步回主内存中。
5.一个新的变量只能在主内存中诞生，不允许在工作内存中直接使用一个未被初始化（load或assign）的变量。即就是对一个变量实施use和store操作之前，必须先执行过了assign和load操作。
6.一个变量在同一时刻只允许一条线程对其进行lock操作，但lock操作可以被同一条线程重复执行多次，多次执行lock后，只有执行相同次数的unlock操作，变量才会被解锁。lock和unlock必须成对出现
7.如果对一个变量执行lock操作，将会清空工作内存中此变量的值，在执行引擎使用这个变量前需要重新执行load或assign操作初始化变量的值
8.如果一个变量事先没有被lock操作锁定，则不允许对它执行unlock操作；也不允许去unlock一个被其他线程锁定的变量。
9.对一个变量执行unlock操作之前，必须先把此变量同步到主内存中（执行store和write操作）。

三、重排序类型：
1.编译器优化的重排序。
2.指令集重排序
3.内存系统的重排序
四、as-if-serial：不管怎么重排序（编译器和处理器为了提高并行度），（单线程）程序的执行结果不能被改变    
五、Happens-Before: happens-before关系保证正确同步的多线程程序的执行结果不被改变。
原则：
1.程序顺序原则：即在一个线程内必须保证语义串行性，也就是说按照代码顺序执行。
2.锁规则：解锁(unlock)操作必然发生在后续的同一个锁的加锁(lock)之前，也就是说，如果对于一个锁解锁后，再加锁，那么加锁的动作必须在解锁动作之后(同一个锁)。
3.volatile规则： volatile变量的写，先发生于读，这保证了volatile变量的可见性，简单的理解就是，volatile变量在每次被线程访问时，都强迫从主内存中读该变量的值，而当该变量发生变化时，又会强迫将最新的值刷新到主内存，任何时刻，不同的线程总是能够看到 该变量的最新值。
4.线程启动规则：线程的start()方法先于它的每一个动作，即如果线程A在执行线程B的start方法之前修改了共享变量的值，那么当线程B执行start方法时，线程A对共享变量的修改对线程B可见
5.传递性：A先于B ，B先于C 那么A必然先于C
6.线程终止规则：线程的所有操作先于线程的终结，Thread.join()方法的作用是等待当前执行的线程终止。假设在线程B终止之前，修改了共享变量，线程A从线程B的join方法成功返回后，线程B对共享变量的修改将对线程A可见。
7.线程中断规则：对线程 interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生，可以通过Thread.interrupted()方法检测线程是否中断。
8.对象终结规则：对象的构造函数执行，结束先于finalize()方法
六、内存语义：可以简单理解为 volatile，synchronize，atomic，lock 之类的在 JVM 中的内存方面实现原则
七、保存可见性：
1.内存屏障，
2.上下文切换
八、cpu缓存架构：寄存器，程序计数器，高速缓存，逻辑运算单元组成    
高速缓存：一级缓存2个（一个存储数据、一个存储指令）、二级缓存、三级缓存
九、解决这种缓存一致性的问题，主要有两种解决方式：嗅探机制、基于目录的机制
1.嗅探机制：就是说如果存在多个缓存被共享的时候，如果有处理器修改了共享变量的值，那么必须传播到其他所有具有该变量的副本中，通过这种传播机制来防止系统违反缓存的一致性。就是说，数据的变更通知是通过总线来完成的。
2.写失效：就是某个处理器将值改完之后，直接通知其他处理器，让其他处理器的缓存值失效  
3.写更新：就是处理器将值修改完之后，在通知其他处理器的时候，直接将值携带上，让其他的处理器缓存值更新
4.MSI、MESI、MOSI、MOESI等是最常见的缓存一致性协议
十、解决缓存一致性的MESI
1.为了解决缓存一致性，使用最多的方式是这种MESI的方式，总共有四种状态，分别是
M：modify，修改状态
E：Exclusive，独占状态
S：Share，共享状态
I：Invalid，失效状态

十一、内存屏障：
LoadStore：在store2指令写入数据之前，保证数据一定被load1指令先写入进去
LoadLoad：在Load2指令读取数据之前，保证数据一定被load1指令先读取出来
StoreLoad：在Load2指令读取数据之前，保证数据一定被Store指令写入进去
StoreStore：在store2指令写入数据之前，保证数据一定被load1指令读取出来

十二、单例模式：
public class SingletonTest{
private volatile static SingletonTest instance = null;
private SingletonTest() {}

    public static SingletonTest getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (SingletonTest.class) {
if (instance == null) {
//在不加volatile或者其他锁的情况下
//可能会出现指令重排的情况
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}

CAS自旋锁：
1.概念：cas比较和交换，通过jmm的java内存模型，借助于自旋的方式不断的去进行比较与交换，在每个对象的比较与交换中，主要是通过调用jvm的native本地方法去实现，从而去调用操作系统，在操作系统底层，cas借助了锁总线的串行方法来保证整个命令的原子操作，从而可以保证最终结果的一致性。
2.优点：相对于其他的重锁，cas底层采用的是无锁算法，通过#lock前缀指令达到内存屏障的效果，从而保证数据的可见性，一致性和有序性，其内部需要花费的时间，也远远小于其他的重锁，如synchronized等。
3.缺点：长时间的自旋耗费CPU资源；只能有一个共享变量的操作；ABA问题