JMM（Java Model）即Java內存模型，更多體現為一種規范和規則。該規范定義了一個線程對共享變量的寫入時，如何確保對另一個線程是可見的。
JMM雖然并不像JVM內存結構一樣是真實存在的運行實體，但其具備以下價值：
Java內存模型中的兩個概念主內存：主要存儲的是Java實例對象，所有線程創建的實例對象都存放在主內存中，不管該實例對象是成員變量還是方法中的局部變量。當然也包括了共享的類信息、常量、靜態變量。由于是共享數據區域，多條線程對同一個變量進行訪問可能會發生線程安全問題。工作內存：主要存儲當前方法的所有本地變量信息（工作內存中存儲著主內存的變量副本），每個線程只能訪問自己的工作內存，即線程中的本地變量對其他線程是不可見的，就算是兩個線程執行同一段代碼，它們也會各自在自己的工作內存中創建屬于當前線程的本地變量，包括字節碼行號指示器、相關方法信息。由于工作內存是每個線程的私有數據，線程間無法相互訪問工作內存，因此存儲在工作內存的數據不存在線程安全問題。
Java內存模型規定所有變量存儲在主內存中；每個線程都有自己的工作內存，且對變量的操作都是在工作內存中進行；不同線程間無法直接訪問彼此工作內存中的變量，想要訪問只能通過主內存來傳遞。
JMM將所有的變量都存放在公共主內存中，當線程使用變量時，會把公共主內存里的變量復制到自己的私有工作內存中，線程對變量的讀寫操作，實際操作的是自己工作內存中的變量副本。因此JMM模型也需要解決代碼重排序和緩存可見性問題。如何解決呢，JMM提供的方案包括、、final等等。JMM定義了一些內存操作的抽象指令集，然后將這些抽象指令包含到、等關鍵字的語義中，并要求JVM在實現這些關鍵字時必須具備其包含的JMM抽象指令的能力。
JMM與JVM運行時內存的關系
JMM是屬于語言級別的內存模型，它確保了在不同的編譯器和不同的處理平臺上，為Java程序員提供一致的內存可見性保證和指令并發執行的有序性。JMM屬于概念和規范維度的模型，是一個參考性質的模型，定義了一個指令集、一個虛擬計算架構、一個執行模型。具體的JVM需要遵循JMM的定義進行實現，它能夠運行根據JMM模型指令集編寫的代碼，就像真機可以運行機器代碼一樣。
JVM是Java虛擬機，雖然也是一個概念和規范維度的模型，但通常將JVM理解為實體的、實現維度的虛擬機，一把指 VM。JVM在執行Java程序時，會把所管理的內存劃分為若干個不同的數據區域，每個區域用途不同，有些區域隨著虛擬機進程的啟動而存在，有些區域依賴用戶線程的啟動和結束而建立和銷毀。《Java虛擬機規范（Java SE 8）》中描述的JVM運行時內存區域結構如圖：
JMM與硬件內存架構的關系
多線程的執行最終都會映射到硬件處理器上執行，但是JMM與硬件內存架構并不完全一致。對于硬件來說，只有寄存器、高速緩存、主存的概念，并沒有工作內存（線程私有數據區）和主內存（堆內存）之分，也就是說JMM對內存的劃分對硬件內存沒有任何影響，因為JMM只是一種抽象的概念，是一組規則，并不實際存在。無論是JMM工作內存還是主內存的數據，對于計算機硬件來說都會存儲在計算機主存中，也可能存儲到CPU高速緩存、或者寄存器中。總體來說，JMM和計算機硬件內存架構是一個相互交叉的關系，是一種抽象概念的劃分與真實物理硬件的交叉。
Java內存模型的8個操作
JMM定義了一套自己的主內存與工作內存之間的交互協議，即一個變量如何從主內存拷貝到工作內存，又是如何從工作內存寫入主內存。該協議有8中操作，要求JVM在實現時必須保證其中每一個操作都是原子的。這8種操作是：
簡單來說，把一個變量從主內存拷貝到工作內存，就要按順序執行Read和Load操作；線程通過Use和操作對變量進行計算處理；如果要把變量從工作內存同步會主內存，就要按順序執行Store和Write操作。
注意：JMM要求Read和Load、Store和Write不能單獨出現，其必須按順序執行，但不要求是連續執行，即在Read和Load之間、Store和Write之間可以插入其他指令。
以上JMM的8個操作規范定義相當嚴謹，也極為繁瑣，JVM實現起來也非常復雜。Java設計團隊在新的JMM版本中不斷地對這些操作進行簡化，如將8個操作簡化為Read、Write、Lock、四個操作。雖然進行了簡化，但是JMM的基礎設計并未改變。
Java內存模型的內存屏障
JMM提供了自己的內存屏障指令，要求JVM編譯器實現這些指令，禁止特定類型的編譯器和處理器重排序，從而解決了順序一致性問題。
JMM定義了不對應任何處理器的JMM邏輯層內存屏障，來屏蔽底層CPU硬件平臺的差異。主要有Load和Store兩類：
在實際使用中，對Load 和Store 兩類屏障進行組合，組合成四個屏障，用于禁止特定類型的處理器重排序：
Load1;LoadLoad;Load2
該示例的含義為：
在Load2要讀取的數據被訪問前，使用LoadLoad屏障保證Load1要讀取的數據被讀取完畢。
該指令會讓【編譯器】和【處理器】禁止對其前后的指令進行重排序；
該指令會讓高速緩存中的數據失效，重新從主內存加載數據Store1;StoreStore;Store2;
該示例的含義為：
在Store2及后續寫入操作執行前，使用StoreStore屏障保證Store1的寫入結果對其他處理器可見。
該指令會讓【編譯器】和【處理器】禁止對其前后的指令進行重排序；
該指令會讓高速緩存從的最新數據寫回到主內存；Load1；LoadStore;Store2;
該示例的含義為：
在Store2及后續寫入操作執行前，使用LoadStore屏障保證Load1要讀取的數據被讀取完畢。
該指令會讓【編譯器】和【處理器】禁止對其前后的指令進行重排序；
該指令會讓高速緩存中的數據失效，重新從主內存加載數據；Store1;StoreLoad;Load2
該示例的含義為：
在Load2及后續所有讀取操作執行前，使用StoreLoad屏障保證Store1的寫入結果對所有處理器可見。
該指令會讓【編譯器】和【處理器】禁止對其前后的指令進行重排序；
該指令會讓高速緩沖中Store1指令結果【寫回主內存】；
該指令會讓高速緩存中Load2執行重新從主內存加載數據JMM中的四個內存屏障的性能開銷是不一樣的。
、兩個屏障的性能最高。因為在這兩個屏障的上下文中，高速緩存和主內存只需要一種類型的交互即可完成，JMM只需保證同類型交互的先后順序即可，緩存數據一致性的維護工作量相對較小；的性能相對較低。此屏障要求數據加載執行在前，數據寫入執行在后，只要求了被加載數據的可見性，沒有要求后面寫入數據的可見性，所以，該屏障沒有緩存數據一致性的維護工作量。另外，該屏障限制了Store不能重排到Load之前。
的性能最低，原因是：需要維護緩存數據一致性。
對應到物理硬件平臺上，JMM的屏障，最終會編譯成硬件層面的全屏障（Full ）。而全屏障不僅僅要讓寄存器、高速緩存中的最新數據寫回到主內存，還要讓高速緩存中的數據失效，重新從主內存加載數據c語言申請動態內存失敗，另外，還全方位的禁止了對屏障指令前后的Store/Load指令進行重排序。所以屏障的性能最低、開銷最大。
Java內存模型中的-規則
JMM定義了一套自己的規則：-（先行發生）規則，且確保兩個Java語句之間必須存在-關系。JMM盡量確保這兩個語句之間的內存可見性和指令有序性。
-規則主要包括一下幾個方面：
程序順序執行規則（As-If-規則）：在同一個線程里面，有依賴關系的操作按照先后順序，前一個操作必須先行于（-）后一個操作；換句話說，單線程中的代碼順序不管如何重排，結果都不變；變量規則：對修飾變量的寫操作，必須先行于（-）對變量的讀操作。傳遞性規則：如果A操作先行于B操作，而B操作先行于C操作，那么A操作先行于（-）C操作。監視鎖規則：對于一個監視鎖的解鎖操作，先行于（-）后續對這個監視鎖的加鎖操作。start規則：如果線程A執行B.start()啟動線程B，那么線程A的B.start()操作先行于（-）線程B中的任何操作。join規則：如果線程A執行了B.join()操作并成功返回c語言申請動態內存失敗，那么線程B中的任何操作先行于（-）線程A所執行的B.join()操作。