Java之JVM内存模型
一、基础铺垫说明
1.1 CPU和内存的交互
了解jvm内存模型前，了解下cpu和计算机内存的交互情况。
在计算机中，cpu和内存的交互最为频繁，相比内存，磁盘读写太慢，内存相当于高速的缓冲区。
但是随着cpu的发展，内存的读写速度也远远赶不上cpu。因此cpu厂商在每颗cpu上加上高速缓存，用于缓解这种情况。现在cpu和内存的交互大致如下。
cpu上加入了高速缓存这样做解决了处理器和内存的矛盾(一快一慢)，但是引来的新的问题 - 缓存一致性
在多核cpu中，每个处理器都有各自的高速缓存(L1,L2,L3)，而主内存确只有一个 。
以我的pc为例,因为cpu成本高，缓存区一般也很小。
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，每个cpu有且只有一套自己的缓存。
对于如何保证多个处理器运算到同一个内存区域时，多线程场景下会存在缓存一致性问题，那么运行时保证数据一致性？
为了解决这个问题，各个处理器需遵循一些协议保证一致性。
在CPU层面，内存屏障提供了个充分必要条件
1.2 内存屏障(Memory Barrier)
CPU中，每个CPU又有多级缓存【上图统一定义为高速缓存】，一般分为L1,L2,L3，因为这些缓存的出现，提高了数据访问性能，避免每次都向内存索取，但是弊端也很明显，不能实时的和内存发生信息交换，分在不同CPU执行的不同线程对同一个变量的缓存值不同。
硬件层的内存屏障分为两种：Load Barrier 和 Store Barrier即读屏障和写屏障。【内存屏障是硬件层的】
1）为什么需要内存屏障
由于现代操作系统都是多处理器操作系统，每个处理器都会有自己的缓存，可能存在不同处理器缓存不一致的问题，而且由于操作系统可能存在指令重排序，导致读取到错误的数据，因此，操作系统提供了一些内存屏障以解决这种问题.
简单来说:
在不同CPU执行的不同线程对同一个变量的缓存值不同，用 volatile可以解决上面的问题。
不同硬件对内存屏障的实现方式不一样。java屏蔽掉这些差异，通过jvm生成内存屏障的指令。
对于读屏障，在指令前插入读屏障，可以让高速缓存中的数据失效，强制从主内存取。
2）内存屏障的作用
cpu执行指令可能是无序的，它有两个比较重要的作用
- 阻止屏障两侧指令重排序
- 强制把写缓冲区/高速缓存中的脏数据等写回主内存，让缓存中相应的数据失效。
1.3 volatile型变量
当我们声明某个变量为volatile修饰时，这个变量就有了线程可见性，volatile通过在读写操作前后添加内存屏障。
用代码可以这么理解
//相当于读写时加锁，保证及时可见性，并