这里有几个概念可能需要强调：
jvm：java virtual machine，即java虚拟机，可以看成是一个抽象的物理计算机。jvm运行时数据区又分为heap、stack、native method stack、method area（jdk8之前，Hotspot使用Perm Gen实现方法区，该区域在jvm数据区内，jdk8开始使用Metadata实现方法区，该区域在native memory）、pc五大部分，jvm执行引擎负责执行由classloader加载进方法区的class字节码序列。
jmm：java memory model，即java内存模型，与jvm区分，无法相互等价。
jre：Java Runtime Environment，即java运行环境，是一个软件包。jre提供了运行java程序时所必须的环境，比如jvm、java基础类库等。
jdk：Java Development Kit，即java开发套件。jdk是jre的超集，额外包含了一些利于开发的工具，比如javac、javap等。
下面我来说jvm
JVM
jdk7中的jvm架构大体如下图：
其中与我们关系最密切莫过于heap和stack了，也就是我们常说的堆栈。
堆为共享数据的存储提供了空间，栈为程序的执行了空间（程序执行是需要空间的，比如局部变量）。共享数据和多线程就可能产生线程安全问题，比如我们通过单例模式构造出的实例可以被不同线程使用，如果该共享实例存在线程安全问题（比如有未被保护的可修改的实例变量），就引出了线程同步的问题。
JMM
多线程问题在java内存模型（java memory model）中有所体现，如同物理机有高速缓存、内存、缓存一致性协议（用于保证多线程的缓存中数据一致），java虚拟机也有工作内存、主内存、一致性协议（load、store）。
如下图所示，线程A与线程B并发访问共享变量S，当线程A首次访问S时，会先从主内存中得到S的副本S1，在首次对S1中变量进行写入时，可能只会写入缓存（工作内存，注意这里不是jvm运行时数据区中的栈）。如果A利用了缓存（本地内存A），那么线程B在读取S中线程A修改过的变量时就会出现问题，因为此时线程A只更新了其自己的缓存（本地内存A），还未更新在主内存中对应的值，B读到的就是旧值。
（JMM控制就是通过write、read控制工作内存与主内存的一致性）
如何避免这种情况呢？一种方式就是将S中的共享属性修饰为volatile，该关键字表示对被修饰字段的修改必须同步回主内存（而不能只写入缓存），对被修饰字段的读取必须访问主内存（而不能从缓存中读取），即volatile的可见性（volatile还有一个禁止指令重排序的特性）。
说到JMM就不得不提一下jvm中的八个原子操作：
lock、unlock，作用于主内存，对共享变量加锁以实现线程同步（synchronized就是通过lock、unlock实现线程同步的）；
read、load，前者作用于主内存，将变量传递给工作内存，后者作用于工作内存，用于接收主内存传来的变量，并将变量存于工作内存的变量副本中；
store、write，前者作用于工作内存，用于将变量传给主内存，后者作用于主内存，用于接收工作内存传来的变量，并将值更新置主内存；
assign、use，二者都作用于工作内存，前者用于接收执行引擎传来的值，并赋给工作内存中相应的变量，后者用于将工作内存中变量值传给执行引擎。（线程内更新共享变量后，可能只是进行了assign操作，而没有执行store、write操作，即只更新了工作内存中的变量值，而没有同步到主内存中）
由于有一致性协议的存在，store、load不会单独执行，必然会与write、read顺序执行（并不保证连续执行，但相对顺序是保证的，比如read a，read b，load a，load b，而不会read a，read b，load b，load a）。这里就有一个疑问了，在jvm看来一个简单的赋值操作int a = 1;需要这么多个原子操作，而赋值操作本身不是原子操作了？（原子操作是不可分割的，在执行完毕之前不会被任何其它任务或事件中断）待解决
类似的疑问：https://stackoverflow.com/questions/4756536/what-operations-in-java-are-considered-atomic
JMM的三大主题
JMM对于并发的处理，主要就是围绕着3个主题：原子性、可见性、有序性，原子性和有序性是针对操作的，可见性是针对数据的。
原子性，大体可以认为java中对数据的读写是原子操作（long和double未必），如果有更大范围的原子性要求，可以使用synchronized、jdk中的ReentrantLock、Atomic类。
可见性，可见性是指线程A对数据的更新，线程B立即可见。由于缓存的存在，一般操作都是不满足可见性的，但可以通过volatile（读写都会刷新缓存，直接从主内存中取）、final（在this没有逃逸的情况下保证可见性）、synchronized（unlock时会将缓存数据刷回主内存）实现。
有序性，volatile通过禁止指令重排序实现，synchronized通过临界区只允许一个线程访问实现。
这里解释一下final的可见性，比如下段代码，线程A正在MyObject.getInstance，到new MyObject()后线程B开始执行，B调用MyObject.getInstance().getD()，问题就在这里。由于指令重排序问题，obj = new MyObject();的执行顺序可能是分配空间、返回引用、赋初值，那么B就可以通过调用MyObject.getInstance()返回MyObject非空实例（未初始化），但MyObject.getInstance().getD()会返回null。一种解决方法就是将d声明为final，保证了new MyObject返回后d一定是可见的，但如果此时出现this逃逸情况就不一定了。
1 public MyObject{ 2 private static MyObect obj; 3 private Date d = new Data(); 4 public Data getD(){return this.d;} 5 public static MyObect getInstance(){ 6 if(obj == null){ 7 synchronized(MyObect .class){ 8 if(obj == null) 9 obj = new MyObject(); 10 //出让cpu控制权 11 } 12 } 13 return obj; 14 } 15 }
参考：http://blog.csdn.net/suifeng3051/article/details/52611310