一、前言
七月的天气分外炎热，心中燥意难以抚平，决定梳理下之前落下的笔记。正好最近对JMM比较感兴趣，就整理出了这篇文字。
二、序言
即使你的程序没有显示的创建任何线程，框架也可能为你创建了一些线程，这些线程调用的代码必须是线程安全(thread safe)的。这一点给开发人员的设计和实现赋予了更重要的一分责任。
本文上下两篇，主要通过图文结合的方式描述了如下五个方面，希望有所帮助:
- Java内存模型
- 指令重排序
- 顺序一致性模型
- volatile内存语义与实现
- 锁内存语义与实现
三、正文
1. Java内存模型
在并发编程中，需要处理两个关键的问题：线程之间如何 通信 及线程之间如何 同步。
通信
通信是指线程之间以何种机制来交换信息。在命令式编程语言中，线程之间的通信机制有两种方法：共享内存和消息传递。
共享内存
这种并发模型中，线程之间通过写-读内存中的公共状态来进行隐式通信。Java底层就是采用的这种方式。
消息传递
这种并发模型中，线程之间没有公共状态，线程之间必须通过发送消息来显示进行通信。如：流行的Actor模型。
同步
Java线程之间的通信由Java内存模型控制（简称JMM），JMM决定一个线程对共享变量的写入，何时对另一个线程可见。
JMM定义了线程和主内存之间的抽象关系：线程之间的共享变量存储在主内存中，每个线程都有一个本地内存(Local Memory)，本地内存中存储了该线程读/写共享变量的副本。
由此可见，线程A与线程B要通信的话，必须经历2个步骤。
a.线程A将本地内存中的副本刷写到主内存中去。
b.线程B从主内存读取已被A更新过的共享变量到B的本地内存
那么，只要有其中一个环节没有完成，线程间的可见性就得不到保障，造成数据的不准确。
2. 指令重排序
2.1 什么是指令重排序？
在执行程序时，为了提高性能，编译器和处理器常常会对指令做重排序。
2.2 指令重排序的条件
2.2.1 数据依赖性
如果两个操作访问统一个变量，且其中一个为写操作，那么这两个操作之间就存在数据依赖性。
重排序在以上三种情况下不会触发。
2.2.2 as-if-serial语义
as-if-serial语义的意思是：不管怎么重排序，（单线程）程序的执行结果不能被改变。
我们通过一个计算圆面积的例子，说明这个问题：
可以看到，无论如何重排序，程序的结果是不变的，准确的。
以上，我们讨论了单线程情况下重排序的影响。（好像与我们写程序期望的目标一致: P），对于多线程程序，就未必如此了。
我们也是通过一个简单的程序来说明该影响：
假设有两个线程A和B，A先执行writer方法，然后B执行reader方法。
我们可以分析得到，这两个方法内的代码都不符合数据依赖性原则，因此都有可能被重排序。
重排序造成的执行路径有很多种，我们这里拿出其中的两种来说明问题。
读取到了未赋值的a变量
说明：int i = a * a;
这个操作可以分成两个步骤，首先计算 a * a，接着赋值给变量i。
大家可以在脑中计算下这两种情况下变量i的值。显然，都不符合我们写代码期望的结果。我们初步认识到了，重排序对于多线程情况下的可能造成的负面影响。
3. 顺序一致性模型
上面我们初步认识到了重排序可能对多线程的负面影响，那么如何避免此种情况的发生呢？
我们下篇接着讨论: D.