Java内存模型是通过各种操作来定义的，包括对变量的读/写操作，监视器的加锁和释放操作，以及线程的启动和合并操作。Java 内存模型为程序中所有的操作定义了一个偏序关系，称之为 Happens-Before 。在并发编程中，这个概念尤为重要。
偏序关系
偏序关系≼是离散数学中集合上的一种关系，具有反对称、自反和传递属性。但对于任意两个元素x，y来说，并不需要一定满足 x≼y 或 y≼x 的关系。例如我们在表达喜好的时候，可以说更喜欢橙子而不是苹果，可以说是更喜欢张学友而不是朴树，但我们不必在苹果和朴树之间做出明确的喜好选择。
在Java中，如果想保证执行操作B的线程看到操作A的结果（无论A和B是否在同一个线程中执行），那么A和B之间必须满足 Happens-Before 关系。如果两个操作之间缺乏 Happens-Before 关系，那么JVM可以对它们任意地重排序。举一个简单的例子，当两个线程使用同一个锁进行同步时，它们之间的 Happens-Before 关系如下：
当一个变量被多个线程读取并且至少被一个线程写入时，如果读操作和写操作之间没有依照 Happens-Before 来排序，那么就会产生数据竞争问题。在正确同步的程序中不存在数据竞争，并会表现出串行一致性，这意味着程序中的所有操作都会按照一种固定的和全局的顺序执行。
Happens-Before规则
- 程序顺序规则：如果程序中操作A在操作B之前，那么在线程中A操作将在B操作之前执行。
- 监视器锁规则：在监视器锁上的解锁操作必须在同一个监视器锁上的加锁操作之前执行。显示锁Lock和内置锁synchronnized在加锁和解锁等操作上都有着相同的内存语义。
- volatile 变量规则：对 volatile 变量的写入操作必须在对该变量的读操作之前执行。原子变量在读/写操作上也有着相同的语义。
- 线程启动规则：在线程上对 Thread.start 的调用必须在该线程中执行任何操作之前执行。
- 线程结束规则：线程中的任何操作都必须在其他线程检测到该线程已经结束之前执行，或者从 Thread.join 中成功返回，或者在调用 Thread.isAlive 时返回false。
- 线程中断规则：当一个线程在另一个线程上调用 interrupt 时，必须在被中断线程检测到 interrupt 调用之前执行（通过抛出 InterruptedException，或者调用 isInterrupted 和 interrupted）。
- 对象终结规则：对象的构造函数必须在启动该对象的终结器之前执行完成。
- 传递性：如果操作A在操作B之前执行，并且操作B在操作C之前执行，那么操作A必须在操作C之前执行。
应用
在Java并发包（java.util.concurrent）中，基本上所有的类都借助了 Happens-Before 的程序规则。例如在AQS（AbstractQueuedSynchronnizer）设计中，必须要确保调用tryAcquireShared之前总能成功调用tryReleaseShared。或者是在ConcurrentHashMap中，get(key)和相关的访问方法返回的任何非空结果都会有一个与之关联的插入或者更新事件。
实际应用中，举一个最简单的单例模式例子，看下面的代码：
public class UnsafeLazyInitiallization{
private static Resource resource;
public static Resource getInstance(){
if (resource == null)
resource = new Resource();
return resource;
}
}
上面这段代码在单线程环境中可以正常运行，但如果在多线程环境中，假设A线程是第一个调用getInstance的线程，它将看到resource为null，然后为设置resource一个新的实例。然后线程B调用getInstance，获得线程A设置的新的实例。当然，这是理想情况下的可能发生的情况，但是需要注意，线程A写入resource的操作与线程B读取resource的操作之间不存在 Happens-Before 关系，如果在发布对象时存在数据竞争问题，线程B就不一定能看到resource的正确状态。我们可以利用监视器锁规则来对它加以改进：
public class SafeLazyInitiallization{
private static Resource resource;
public synchronized static Resource getInstance(){
if (resource == null)
resource = new Resource();
return resource;
}
}
使用内置锁 synchronized，可以在并发时确保只有一个线程进行resource的初始化操作，这样，进入synchronized代码段的线程与其他线程就可以保持 Happens-Before 关系。
