Java内存模型
通过CPU缓存和JVM工作模式的介绍，是为了引入Java内存模型的概念。Java内存模型（Java Memory Mode, JMM）定义了JVM如何与计算机的主存进行工作，理解JMM对正确理解Java多线程开发是十分重要的。JMM模型如下图所示：
Java内存模型的工作逻辑，与上面介绍到的CPU缓存一致性工作逻辑十分相似，其关于多线程的工作要点如下：
1. 共享变量存储于主内存中，每个线程都可以访问。
2. 每个线程都有私有的工作内存，或称本地内存。这只是个逻辑概念，其实质是涵盖了寄存器、缓存、编译器优化和硬件等。
3. 共享变量只以副本的形式，存储在本地内存中。
4. 线程不能直接操作主内存，只有操作了本地内存中的副本，才能刷新到主内存中。
5. 每个线程也不能操作其它线程的私有的本地内存
Java线程安全的实现
Java并发编程安全需要具备的三大特性：原子性、可见性和有序性。下面将介绍，基于JMM模型和Java线程安全的实现方式，是如何确保三大特性的。
原子性
在Java并发编程中，简单的读取和赋值操作是原子性的，但是多个原子操作并在一起就不是了，比如将一个变量赋值给另外一个变量的操作。
JMM只保证了简单读取和赋值的原子性。因此，并发编程中需要用到synchronized实现同步，或者使用Lock接口的实现类加锁；对于基本数据类型如int的自增操作，也可以使用JUC包下的java.util.concurrent.atomic.*包下的原子类型。而volatile修饰的变量，不具备原子性。
可见性
基于JMM模型，对于线程读取共享变量：首次只要从主内存读取到工作内存，以后都在工作内存中读取即可；对于修改共享变量，新值先更新在工作内存中，再刷新到主存中。但什么时候刷新是不确定的。因此，Java并发编程中，要确保共享变量在多线程中同步更新，可以采取如下方式：
通过synchronized关键字同步，可以确保在锁释放之前，对变量的修改刷新到主内存中；
通过Lock接口实现类实现同步，同样可以在锁unlock之前，把修改刷新到主内存中；
使用volatile关键字，当某线程修改了工作内存中的共享变量副本，会直接刷新主存中的值，并且其它线程会立刻收到本地内存中共享变量副本失效的信息，从而及时从主内存中更新值。
有序性
在JMM模型中，为了充分利用硬件性能，编译器和指令器有可能会对程序指令进行重排序。单线程下，这不会有什么问题，但多线程下则可能带来意想不到的状况。
关于并发编程的有序性，JMM基于一套原生Happens-before原则，来确保了多线程下一定程度的有序性。具体说来：
程序次序规则：即便发生了重排序，在一个线程内最终的运行结果会与程序编写顺序的结果一致。
锁定规则：先unlock再lock。即一个锁是锁定状态，需要先解锁才能再加锁。
volatile规则：如果一个线程对volatile变量读，另一个线程对该变量写，那么写操作一定发生在读操作之前。
传递规则：如果操作A先于B，B先于C，那么A肯定先于C。
线程启动规则：线程的start方法先于其它操作。
线程中断规则：必须是先有interrupt()方法调用，才有中断信号的捕获。
线程终结规则：线程的所有操作都必须先于线程死亡。
对象终结规则：一个对象的初始化先于对象GC之前。
此外，在并发编程中，比较常用的是使用synchronized关键字和Lock接口同步，或者volatile关键字，来确保多线程下的有序性。