前言上一节我们了解了synchronized关键字的底层原理和锁升级过程。本节带你了解CPU多核硬件架构和Java内存模型CPU多核硬件架构解析CPU每次从主内存读取数据的速度很慢，CPU通常会涉及到多级缓存。CPU读取主存中的数据，根据空间局部性原理将部分快照加载到缓存中。L1和L2在每个CPU中属于独立的缓存，将共享变量的数据作为副本缓存在主存中。L3属于多个CPU。共享缓存。每个CPU都有独立的二级缓存主存数据作为副本，副本之间有完全不可见的总线仲裁机制。处理器和内存之间的每一次数据传输都是通过一系列的步骤完成的，这一系列的步骤被称为总线事务（BusTransaction），总线会同步尝试并发使用总线的事务。处理器在执行总线事务期间，总线会禁止其他处理器和I/O设备进行内存读/写。总线的这种工作机制可以将所有处理器对内存的访问序列化。在任何时间点，最多有一个处理器可以访问内存。此功能可确保单个总线事务中的内存读/写操作是原子的。处理器提供总线锁和缓存锁两种机制，保证复杂内存操作的原子总线锁。总线锁是使用处理器提供的LOCK#。信号，当其中一个处理器在总线上输出这个信号时，其他处理器的请求就会被阻塞，这时该处理器就可以独占共享内存了。总线锁定会将并行程序变为串行缓存锁定。缓存锁定是当一个CPU改变缓存的数据时，它会通知已经缓存数据的CPU丢弃缓存的数据或者重新从内存中读取。读写时，必须按协议操作。此类协议包括MSI、MESI、MOSI、Synapse、Firefly和DragonProtocol等，但使用最多的是MESI。缓存一致性协议会对缓存行进行加锁，其性能远高于加锁总线。MESIprotocolMModified（修改）该行数据有效，数据被修改，与主存中的数据不一致，数据只存在于这个Cache中。EExclusive,exclusive(Exclusive)这行数据有效，数据与主存中的数据一致，数据只存在于本Cache中。S共享（Shared）这行数据有效，数据与主存中的数据一致，数据存在于很多缓存中。I无效（Invalid）该行的数据无效。JMM内存模型主内存存放我们共享变量的数据工作内存每个CPU都有一份共享变量（主内存）JMM八同步规范读取（read）：从主内存读取数据加载（load）：加载mainmemory将读取的数据写入工作内存use（use）：从工作内存中读取数据进行计算assign（赋值）：将计算出的值重新赋值到工作内存store（存储）：写入工作内存数据Mainmemorywrite(write)：将store过去的变量值赋值给主存中的变量lock(lock)：锁定主存变量，标记线程独占状态unlock(unlock)：解锁主存变量，unlock之后，其他线程可以锁定变量。并发的三个主要特征是可见性、原子性和顺序。可见性是指当一个线程修改共享变量的值时，其他线程是否可以立即知道修改后的值如何通过volatile关键字保证可见性通过内存屏障保证可见性通过synchronized关键字保证可见性。通过Lock保证可见性通过final关键字保证可见性的顺序，即程序执行的顺序是按照代码的先后顺序执行的。JVM有指令重排，所以有顺序问题。在多线程环境下，操作是无序的，工作内存和主内存之间存在指令重排现象和同步延迟。如何保证秩序？使用volatile关键字来确保可见性。使用内存屏障来确保可见性。使用synchronized关键字保证有OrderingisguaranteedbyLockAtomicity原子性意味着一个操作是不可中断的。即使在多线程环境下，一个操作一旦开始，也不会受到其他线程的影响。如何保证原子性由synchronized关键字保证Atomicity由Lock保证Atomicity由CAS保证
