Java 内存区域和Java内存模型有何区别？
这是一个非常容易让人混淆的问题，Java 内存区域和内存模型完全是不一样的东西，
Java 内存区域 , 也叫 内存区域 、 JVM内存模型 ，和 Java 虚拟机(JVM)的运行时区域相关，是指 JVM运行时将数据分区域存储，强调对内存空间的划分。
Java内存模型 ,也叫 内存模型(JMM) ,是Java 定义的并发编程相关的一组规范，除了抽象了线程和主内存之间的关系之外，其还规定了从 Java 源代码到 CPU 可执行指令的这个转化过程要遵守哪些和并发相关的原则和规范，屏蔽各个操作系统的差异。通俗点说： JMM规范了程序中变量的访问规则，保证了操作的原子性、可见性、有序性， 我们下文慢慢道来。
我们知道JVM 运行时内存区域是分区域的，分为栈、堆等，其实这些都是 JVM 定义的逻辑概念。但在传统的硬件内存架构中是没有栈和堆这种概念。
其中：
图中栈可以细分为： 虚拟机栈（JVM Stacks） 和 本地方法栈（Native Method Stack）
虚拟机栈（JVM Stacks）： 线程私有，它的生命周期和线程相同 ，描述的是Java方法执行的内存模型，每个方法在执行的同时都会创建一个线帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息，每个方法从调用直至执行完成的过程，都对应着一个线帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程
本地方法栈（Native Method Stack）： 线程私有 ，本地方法栈与虚拟机栈的作用是一样的，只不过虚拟机栈是服务Java方法的，而本地方法栈是为虚拟机调用Native方法服务的。在Java虚拟机规范中对于本地方法栈没有特殊的要求，虚拟机可以自由的实现它，因此 在Sun HotSpot虚拟机直接把本地方法栈和虚拟机栈合二为一了 。线程开始调用本地方法时，会进入 不再受 JVM 约束的世界。本地方法可以通过 JNI(Java Native Interface) 来访问虚拟机运行时的数据区，甚至可以调用寄存器，具有和 JVM 相同的能力和权限。 JNI 类本地方法最著名的应该是 System.currentTimeMillis()
堆（Heap）
虚拟机堆是Java虚拟机中内存最大的一块，是被 所有线程共享 的，在虚拟机启动时候创建，Java堆唯一的目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存，随着JIT编译器的发展和逃逸分析技术的逐渐成熟，栈上分配、标量替换优化的技术将会导致一些微妙的变化，所有的对象都分配在堆上渐渐变得不那么“绝对”了。
Java中 栈和堆 既存在于计算机的 高速缓存 中，又存在于 主存 中，所以两者并没有很直接的关系。
Java 线程与主内存的关系
Java 内存模型（JMM）抽象了线程和主内存之间的关系，就比如说线程之间的共享变量必须存储在主内存中。
在 JDK1.2 之前，Java 的内存模型实现总是从 主存 （即共享内存）读取变量，是不需要进行特别的注意的。而在当前的 Java 内存模型下，线程可以把变量保存 本地内存 （比如机器的寄存器）中，而不是直接在主存中进行读写。这就可能造成一个线程在主存中修改了一个变量的值，而另外一个线程还继续使用它在寄存器中的变量值的拷贝，造成数据的不一致。
什么是主内存？什么是本地内存？
主内存 ：所有线程创建的实例对象都存放在主内存中，不管该实例对象是成员变量还是方法中的本地变量(也称局部变量)
本地内存 ：每个线程都有一个私有的本地内存来存储共享变量的副本，并且，每个线程只能访问自己的本地内存，无法访问其他线程的本地内存。本地内存是 JMM 抽象出来的一个概念，存储了主内存中的共享变量副本。
Java 内存模型其实是一种规范，定义了很多东西：
所有的变量都存储在主内存（Main Memory）中。
每个线程都有一个私有的本地内存 （Local Memory），本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的拷贝副本。
线程对变量的所有操作都必须在本地内存中进行，而不能直接读写主内存。
不同的线程之间无法直接访问对方本地内存中的变量。
这里所讲的主内存、工作内存与 Java 内存区域中的 Java 堆、栈、方法区等并不是同一个层次的内存划分，这两者基本上是没有关系的，如果两者一定要勉强对应起来，那从变量、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。
线程间通信
线程间的通信一般有两种方式进行，一是通过 消息传递 ，二是 共享内存 。Java 线程间的通信采用的是 共享内存 方式，JMM 为共享变量提供了线程间的保障。如果两个线程都对一个共享变量进行操作，共享变量初始值为 1，每个线程都变量进行加 1，预期共享变量的值为 3。在 JMM 规范下会有一系列的操作。我们直接来看下图：
在多线程的情况下，对主内存中的共享变量进行操作可能发生线程安全问题，比如：线程 1 和线程 2 同时 对同一个共享变量进行操作，执行 +1 操作，线程 1 、线程2 读取的共享变量是否是彼此修改前还是修改后的值呢，这个是无法确定的，这种情况和CPU的高速缓存与内存之间的问题非常相似
如何实现主内存与工作内存的变量同步，为了更好的控制主内存和本地内存的交互，Java 内存模型定义了八种操作来实现：
工作内存即本地内存
重温Java 并发三大特性
原子性
原子性：即一个或者多个操作作为一个整体，要么全部执行，要么都不执行，并且操作在执行过程中不会被线程调度机制打断；而且这种操作一旦开始，就一直运行到结束，中间不会有任何上下文切换（context switch）
比如：
inti =0;//语句1，原子性i++;//语句2，非原子性
语句1大家一幕了然，语句2却许多人容易犯迷糊， i++ 其实可以分为3步：
i 被从局部变量表（内存）取出，
压入操作栈（寄存器），操作栈中自增
使用栈顶值更新局部变量表（寄存器更新写入内存）
执行上述3个步骤的时候是可以进行线程切换的，或者说是可以被另其他线程的 这3 步打断的，因此 语句2 不是一个原子性操作
在 Java 中，可以借助 synchronized 、各种 Lock 以及各种原子类实现原子性。
synchronized 和各种 Lock 是通过保证任一时刻只有一个线程访问该代码块，因此可以保证其原子性。各种原子类是利用 CAS (compare and swap) 操作（可能也会用到 volatile 或者 final 关键字）来保证原子操作。
可见性
可见性是指当多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看到修改的值。
我们来看一个例子：
publicclassVisibilityTest{privateboolean flag =true;publicvoidchange(){ flag =false; System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"，已修改flag=false"); }publicvoidload(){ System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"，开始执行.....");inti =0;while(flag) { i++; } System.out.println(Thread.currentThread().getName() +",结束循环"); }publicstaticvoidmain(String[] args) throws InterruptedException{ VisibilityTest test =newVisibilityTest();// 线程threadA模拟数据加载场景Thread threadA =newThread(() -> test.load(),"threadA"); threadA.start();// 让threadA执行一会儿Thread.sleep(1000);// 线程threadB 修改 共享变量flagThread threadB =newThread(() -> test.change(),"threadB"); threadB.start(); }}
threadA 负责循环，threadB负责修改 共享变量flag ，如果flag=false时，threadA 会结束循环，但是上面的例子会死循环。原因是threadA无法立即读取到共享变量flag修改后的值。我们只需 private volatile boolean flag = true; 加上 volatile 关键字threadA就可以立即退出循环了。
Java中的 volatile关键字 提供了一个功能，那就是被其修饰的变量在被修改后可以立即同步到主内存，被其修饰的变量在每次是用之前都从主内存刷新。
因此，可以使用 volatile 来保证多线程操作时变量的可见性。除了 volatile ，Java中的 synchronized 和 final 两个关键字 以及各种 Lock也可以实现可见性。
有序性
有序性：即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。
inti =0;intj =0;i =10;//语句1j =1;//语句2
但由于指令重排序问题，代码的执行顺序未必就是编写代码时候的顺序。语句可能的执行顺序如下：
语句1 语句2
语句2 语句1
指令重排对于非原子性的操作，在不影响最终结果的情况下，其拆分成的原子操作可能会被重新排列执行顺序。 指令重排不会影响单线程的执行结果，但是会影响多线程并发执行的结果正确性 。
