Java内存模型
前面讲的是 JVM 运行时的内存区域划分。而 JVM 还有一个重要的内存模型的概念，名字有点像，但其实讲的是并发环境下，JVM 内存中的共享变量的访问规范。它叫
JMM，Java 内存模型。
该模型仅针对并发环境下，多个线程之间共享变量的场景。例如 class 的成员变量，在多线程环境下，不同的线程改变该成员变量的值时，如何在线程之间控制和通信。JMM 本质上是一个缓存一致性协议。它的目的，是为了在多 CPU 核环境下，在尽量利用硬件提高计算性能的同时，保证缓存一致性。
硬件的效率与一致性
现代计算机执行计算任务时总是尽量让多个 cpu 尽量并行计算，但计算任务并非只有 cpu 就行，它总是需要读写内存数据；但内存 IO 的速度和 CPU 计算的速度之间有几个数量级的差距，因此现代 CPU 设计了多层高速缓存，让数据尽量离 CPU 更近一点。但高速缓存引入了一个新的问题，那就是缓存一致性。多个 CPU 分别使用自己的高速缓存进行读写后，需要将数据写回内存，如果各自不一致怎么办？以谁为准？为了解决这个问题，就需要在高速缓存和内存之间使用统一的规则来进行数据同步，这就是缓存一致性协议。
Java 内存模型
JMM 本身的设计如下：
JMM 规范将共享变量所在内存划分为 主内存 与 工作内存。主内存为各线程共享，工作内存为各线程私有。当线程操作共享变量时，它需要将共享变量从主内存复制一份到工作内存中，在工作内存中修改之后再写回主内存。线程只能直接操作工作内存中的变量副本，变量副本与主存之间的读取和写入都是由实现了 JMM 规范的某种机制实现。
共享变量包括成员字段、静态字段以及数组中的元素。如果共享变量是一个基本数据类型，工作内存中的副本也是基本数据类型；如果共享变量是一个对象，工作内存中的副本就是该对象的引用。
JMM 提供了 4 种操作来完成主存和工作内存之间的变量同步机制，分别是 read，write，lock 和 unlock。这里不作细述。
一开始是 8 种，后来出于降低理解难度和严谨性的考虑，降为 4 种。利用这四种操作，JMM 能够实现多个线程间对共享变量操作的原子性，可见性和有序性。
JMM 与 JVM 运行时内存区域
JMM 和 JVM 运行时内存区域其实没啥关系，但主存和工作内存的划分，容易和 JVM 运行时的各种内存区域产生联想，导致概念上的混淆。
周志明先生的《深入理解 Java 虚拟机》一书中有下面的叙述：
如果两者一定要勉强对应起来, 那么从变量、主内存、工作内存的定义来看, 主内存主要对应于 Java 堆中的对象实例数据部分, 而工作内存则对应于虚拟机栈中的部分区域。从更基础的层次上说, 主内存直接对应于物理硬件的内存, 而为了获取更好的运行速度, 虚拟机(或者是硬件、操作系统本身的优化措施)可能会让工作内存优先存储于寄存器和高速缓存中, 因为程序运行时主要访问的是工作内存。
另外可以参考下面这篇文章来理解二者之间对应关系：
大致意思就是主存主要对应堆，而工作内存属于虚拟机栈的一部分。但二者并非完全对应。JVM 运行时内存区域并不是只对应硬件上的 RAM 内存，它的堆和栈都有可能部分分配在 RAM 上，部分分配在 CPU 寄存器与 CPU 高速缓存上。只是一般而言，堆区大部分位于 RAM 上，而虚拟机栈则有部分会分配在高速缓存上。至于工作内存，则应该随着虚拟机栈一起优先分配于寄存器和高速缓存中。