#Java#互联网大厂面试必问的Java内存模型以及并发编程 CPU|unlock|Line

文章图片

文章图片

文章图片

文章图片

文章图片
点击上方? ，轻松关注！及时获取有趣有料的技术文章

? 面试官：你知道 Java 内存模型 JMM 吗？那你知道它的三大特性吗？Java 是如何解决指令重排问题的？既然CPU有缓存一致性协议（MESI），为什么 JMM 还需要volatile关键字？

前两天看到同学和我显摆他们公司配的电脑多好多好，我默默打开了自己的电脑，酷睿 i7-4770 ，也不是不够用嘛， 4 核 8 线程的 CPU ，也是杠杠的。
扯这玩意干啥， Em~~~~
介绍 Java 内存模型之前，先温习下计算机硬件内存模型
硬件内存架构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，又免不了要和数据打交道。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。
计算机硬件架构简易图：
我们以多核 CPU 为例，每个CPU 核都包含一组「CPU 寄存器」，这些寄存器本质上是在 CPU 内存中。 CPU 在这些寄存器上执行操作的速度要比在主内存(RAM)中执行的速度快得多。
因为CPU速率高，内存速率慢，为了让存储体系可以跟上CPU的速度，所以中间又加上 Cache 层，就是我们说的「CPU 高速缓存」。
CPU多级缓存由于CPU的运算速度远远超越了1级缓存的数据I\\O能力， CPU厂商又引入了多级的缓存结构。通常L1、L2 是每个CPU 核有一个， L3 是多个核共用一个。
Cache LineCache又是由很多个「缓存行」(Cache line) 组成的。 Cache line 是 Cache 和 RAM 交换数据的最小单位。
Cache 存储数据是固定大小为单位的，称为一个Cache entry ，这个单位称为Cache line或Cache block 。给定Cache 容量大小和 Cache line size 的情况下，它能存储的条目个数(number of cache entries)就是固定的。因为Cache 是固定大小的，所以它从主内存获取数据也是固定大小。对于X86来讲，是 64Bytes 。对于ARM来讲，较旧的架构的Cache line是32Bytes ，但一次内存访存只访问一半的数据也不太合适，所以它经常是一次填两个 Cache line ，叫做 double fill 。
缓存的工作原理这里的缓存的工作原理和我们项目中用 memcached、redis 做常用数据的缓存层是一个道理。
当 CPU 要读取一个数据时，首先从缓存中查找，如果找到就立即读取并送给CPU处理；如果没有找到，就去内存中读取并送给 CPU 处理，同时把这个数据所在的数据块（就是我们上边说的 Cache block）调入缓存中，即把临近的共 64 Byte 的数据也一同载入，因为临近的数据在将来被访问的可能性更大，可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行，不必再调用内存。
这就增加了CPU读取缓存的命中率（Cache hit）了。
计算机层级存储计算机存储系统是有层次结构的，类似一个金字塔，顶层的寄存器读写速度较高，但是空间较小。底层的读写速度较低，但是空间较大