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绪论：并发的核心特性

后端

浅谈 JMM 与并发三大特性（volatile、MESI、内存屏障）

在计算机科学领域，并行与并发一直是绕不开的话题。并行处理基于多处理器或多核系统，利用其多个处理单元同时执行多个任务，提高计算效率。而并发则关注于处理多线程或多进程，使不同任务能在同一时间段内交替执行，增强系统的响应能力。

并发处理过程中，对内存访问的同步至关重要。为了确保不同线程或进程对共享内存的访问不会产生冲突，Java 虚拟机（JVM）引入了 JMM（Java 内存模型）规范和一系列并发特性，确保程序的正确性和一致性。

JMM：内存访问的统一规范

JMM 规定了一组规则，指导 Java 程序中不同线程或进程对共享内存的访问。它定义了内存可见性、有序性以及原子性等关键概念，确保不同线程操作内存时的预期行为和结果。

Volatile：强制内存可见性

Volatile 被用来修饰变量，确保该变量的修改能立即对所有线程可见。它通过禁止对 Volatile 变量的读写操作进行重排序，强制系统在每次读写时都直接访问主内存，保证不同线程看到该变量的最新值。

MESI：缓存一致性协议

MESI（Modified、Exclusive、Shared、Invalid）协议是一种缓存一致性协议，用于解决多处理器系统中不同缓存之间的同步问题。它通过维护缓存块的状态（已修改、独占、共享、无效），保证不同处理器访问内存时得到一致的数据。

内存屏障：控制指令重排序

内存屏障是一种特殊的指令，用于控制指令的执行顺序。它可以阻止编译器或处理器对指令进行重排序，确保某些指令在其他指令执行之前或之后执行，从而保证内存访问的顺序性。

案例分析：volatile 的应用

为了更好地理解 Volatile 的作用，让我们看一个简单的示例：

public class VolatileTest {

    private volatile int counter = 0;

    public void incrementCounter() {
        counter++;
    }

    public int getCounter() {
        return counter;
    }
}

在多线程环境中，如果没有 Volatile 关键字修饰 counter 变量，编译器或处理器可能会对指令进行重排序，导致 counter 值的修改对其他线程不可见。而使用 Volatile 后，系统将强制在每次对 counter 进行修改时都直接访问主内存，确保不同线程始终能看到 counter 的最新值。

结论

JMM、Volatile、MESI 和内存屏障是并发编程中必不可少的特性，它们共同保障了多线程或多进程环境下内存访问的正确性和一致性。理解这些特性对于编写可靠、高效的并发程序至关重要。