本文就来整体的介绍一下 Java 内存模型，读完本文以后，你就知道到底 Java 内存模型是什么，为什么要有 Java 内存模型，Java 内存模型解决了什么问题等。

　　本文中很多说法都是笔者自己理解后定义出来的。希望能够让读者可以对 Java 内存模型有更加清晰的认识。

　　为什么要有内存模型

　　在介绍 Java 内存模型之前，我们先来看一下到底什么是计算机内存模型，然后再来看 Java 内存模型在计算机内存模型的基础上都做了哪些事情。

　　要说计算机的内存模型，就要说一段古老的历史，看一下为什么要有内存模型。

　　内存模型：英文名 Memory Model，它是一个老古董了。它是与计算机硬件有关的一个概念。那么，我先介绍下它和硬件到底有啥关系。

　　CPU 和缓存一致性

　　我们应该知道，计算机在执行程序的时候，每条指令都是在 CPU 中执行的，而执行的时候，又免不了和数据打交道。

　　而计算机上面的数据，是存放在主存当中的，也就是计算机的物理内存。

　　刚开始，还相安无事，但是随着 CPU 技术的发展，CPU 的执行速度越来越快。

　　而由于内存的技术并没有太大的变化，所以从内存中读取和写入数据的过程和 CPU 的执行速度比起来差距就会越来越大，这就导致 CPU 每次操作内存都要耗费很多等待时间。

　　这就像一家创业公司，刚开始，创始人和员工之间工作关系其乐融融，但是随着创始人的能力和野心越来越大，逐渐和员工之间出现了差距，普通员工越来越跟不上 CEO 的脚步。

　　老板的每一个命令，传达到基层员工之后，由于基层员工的理解能力、执行能力的欠缺，就会耗费很多时间。这也就无形中拖慢了整家公司的工作效率。

　　可是，不能因为内存的读写速度慢，就不发展 CPU 技术了吧?总不能让内存成为计算机处理的瓶颈吧?

　　所以，人们想出来了一个好的办法，就是在 CPU 和内存之间增加高速缓存。

　　缓存的概念大家都知道，就是保存一份数据拷贝。它的特点是速度快，内存小，并且价格昂贵。

　　那么，程序的执行过程就变成了：程序在运行过程中，会将运算需要的数据从主存复制一份到 CPU 的高速缓存当中。

　　那么 CPU 进行计算时就可以直接从它的高速缓存读取数据和向其中写入数据，当运算结束之后，再将高速缓存中的数据刷新到主存当中。

　　之后，这家公司开始设立中层管理人员，管理人员直接归 CEO 领导，领导有什么指示，直接告诉管理人员，然后就可以去做自己的事情了。管理人员负责去协调底层员工的工作。

　　因为管理人员是了解手下的人员以及自己负责的事情的。所以大多数时候，公司的各种决策，通知等，CEO 只要和管理人员之间沟通就够了。

　　而随着 CPU 能力的不断提升，一层缓存就慢慢的无法满足要求了，就逐渐的衍生出多级缓存。

　　按照数据读取顺序和与 CPU 结合的紧密程度，CPU 缓存可以分为一级缓存(L1)，二级缓存(L2)，部分高端 CPU 还具有三级缓存(L3)，每一级缓存中所储存的全部数据都是下一级缓存的一部分。

　　这三种缓存的技术难度和制造成本是相对递减的，所以其容量也是相对递增的。

　　那么，在有了多级缓存之后，程序的执行就变成了：当 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。

　　随着公司越来越大，老板要管的事情越来越多，公司的管理部门开始改革，开始出现高层，中层，底层等管理者。一级一级之间逐层管理。

　　单核 CPU 只含有一套 L1，L2，L3 缓存;如果 CPU 含有多个核心，即多核 CPU，则每个核心都含有一套 L1(甚至和 L2)缓存，而共享 L3(或者和 L2)缓存。

　　公司也分很多种，有些公司只有一个大 Boss，他一个人说了算。但是有些公司有比如联席总经理、合伙人等机制。

　　单核 CPU 就像一家公司只有一个老板，所有命令都来自于他，那么就只需要一套管理班底就够了。

　　多核 CPU 就像一家公司是由多个合伙人共同创办的，那么，就需要给每个合伙人都设立一套供自己直接领导的高层管理人员，多个合伙人共享使用的是公司的底层员工。

　　还有的公司，不断壮大，开始拆分出各个子公司。各个子公司就是多个 CPU 了，互相之前没有共用的资源。互不影响。

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