子线程能读到的通常是主内存中的数据，因为Java内存模型规定所有的变量都存储在主内存中。此外，每个线程都有自己的工作内存，用于存放线程私有的数据副本。为确保数据一致性、线程间的变量值共享和可见性，Java线程模型采用了内存屏障和同步机制。
Java语言提供了特定的机制以确保跨线程通信的正确性和数据的一致性。当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能读到这个新值的关键在于线程间的同步和内存屏障。JVM通过在代码中插入内存屏障来避免编译器和处理器的重排序，而关键字如volatile、synchronized和final，以及Lock等机制能确保及时地更新主内存的内容和清空工作内存的无效数据，从而使得各个子线程总是能访问到最新、一致的数据。
一、JAVA内存模型简介
为了理解子线程为何能够读取到主内存中的数据，首先需要了解Java内存模型（JMM）的核心概念。JMM定义了线程和主内存之间的抽象关系，并说明了线程如何通过主内存与其他线程交互。
1. 主内存与工作内存
Java内存模型中主要分为主内存和工作内存两个部分。主内存中存储了Java程序中所有共享变量的真实数据，而工作内存是线程私有的，每个线程都不能直接读写主内存中的数据，而是要在自己的工作内存中创建变量的副本，之后的操作都是在这些副本上进行的。
2. 内存间交互操作
JMM定义了8种操作来完成工作内存与主内存间的交云，包括 read（读取）、load（载入）、use（使用）、assign（赋值）、store（存储）、write（写入）、lock（锁定） 和 unlock（解锁）。这些操作都是原子性的，不可再次分解。
二、同步机制
在JMM中，确保数据一致性 和线程之间的同步是非常关键的。Java提供了多种同步机制来保证主内存中的数据能被安全地访问。
1. volatile关键字
使用 volatile 关键字修饰的共享变量，可以保证该变量对所有线程的可见性。当一个线程修改了一个volatile变量时，新值会被立即更新到主内存中，此时其他线程会立即停止使用该变量在自己工作内存中的私有副本，转而重新从主内存中读取变量的最新值。
2. synchronized关键字
synchronized 关键字可以用于方法或者代码块。它能保证在同一时刻只有一个线程执行某个方法或者代码块，从而避免了多个线程同时修改同一个数据。当一个线程进入synchronized同步代码块时，它会自动获得锁，然后清空工作内存中共享变量的副本，直接从主内存中重新读取共享变量的最新值。离开同步代码块时，会将修改后的变量值更新回主内存中，此时锁被释放。
三、内存屏障
内存屏障是一种CPU指令，用于实现指令重排序的一种防范措施。在JMM中，内存屏障分为四种类型：LoadLoad、StoreStore、LoadStore 和 StoreLoad。它们分别控制前后操作的执行顺序，确保了在作用范围内的指令序列不会发生乱序执行。
1. 读写内存屏障
LoadLoad屏障：在每个volatile读操作后面插入这样的屏障，可以确保不会把这个读操作后面的任何读写操作重新排序到读操作之前。StoreStore屏障：在每个volatile写操作之前插入这样的屏障，保证不会把写操作后面的任何写操作重新排序到写操作之前。
2. 保障变量值更新
通过插入内存屏障，JVM保证了操作的准确性和销毁性，使得线程在必要时刻都能从主内存中获取到最新的变量值。
四、结束语
回答子线程为什么能读到主内存的数据，关键在于Java内存模型的设计和同步机制的实现。虽然每个线程都有自己的工作内存，但通过同步关键词和内存屏障保障了新的变化能及时反映在主内存上，并由此保障了线程间的数据一致性。理解这一点对于编写多线程安全的Java程序是至关重要的。
相关问答FAQs：
为什么子线程能读取主内存的数据，而不是自己的？
在Java中，每个线程都有自己的工作内存和主内存。主内存是所有线程共享的，而工作内存是每个线程独有的。子线程读取主内存的数据是因为在线程的启动过程中，会将主内存中的数据拷贝一份到自己的工作内存中。这样子线程就可以读取自己工作内存中的数据，包括从主内存中拷贝过来的数据。
如何保证子线程读取到的是最新的主内存数据？
由于主内存数据可能会被多个线程同时读写，为了保证子线程读取到的是最新的数据，Java中使用了内存屏障和缓存一致性协议来解决这个问题。当一个线程要读取主内存中的数据时，它会先使用内存屏障将自己的工作内存和主内存同步，确保读取到的是最新的数据。
如果子线程修改了主内存中的数据，主线程会受到影响吗？
子线程修改主内存中的数据可能会影响到其他线程，包括主线程。这是因为在多线程环境下，线程之间共享主内存的数据，如果某个线程修改了这些共享数据，其他线程在读取这些数据时就会受到影响。这就是所谓的线程安全问题。为了避免线程安全问题，我们可以使用同步机制，如synchronized关键字或Lock对象来对共享数据进行控制，保证数据的一致性和正确性。
