本文主要為記錄和整理為主，在文章最低下會附上原文鏈接提岔。
把我遇到的知識點和問題梳理出來。

1.JAVA并發(fā)編程中的三個概念

1.原子性
2.可見性
3.有序性

原子性

原子性：即一個操作或者多個操作 要么全部執(zhí)行并且執(zhí)行的過程不會被任何因素打斷，要么就都不執(zhí)行跨细。

在Java中臭猜，對基本數(shù)據(jù)類型的變量的讀取和賦值操作是原子性操作躺酒，即這些操作是不可被中斷的，要么執(zhí)行蔑歌，要么不執(zhí)行羹应。

x = 10;         //語句1
y = x;         //語句2
x++;           //語句3
x = x + 1;     //語句4

這四個語句只有語句1是原子性的
其他三句都需要先讀取X變量的值，然后進行其他操作

那么在讀取X變量值后都有可能發(fā)生阻塞次屠，這時就破壞了原子性园匹。

也就是說雳刺，只有簡單的讀取、賦值（而且必須是將數(shù)字賦值給某個變量偎肃，變量之間的相互賦值不是原子操作）才是原子操作煞烫。

不過這里有一點需要注意：在32位平臺下，對64位數(shù)據(jù)的讀取和賦值是需要通過兩個操作來完成的累颂，不能保證其原子性滞详。但是好像在最新的JDK中，JVM已經(jīng)保證對64位數(shù)據(jù)的讀取和賦值也是原子性操作了紊馏。

保證原子性的方法：synchronize和Lock關(guān)鍵字 利用同步鎖料饥，保證一次只能一個線程對變量進行操作。

可見性

對于可見性朱监，Java提供了volatile關(guān)鍵字來保證可見性岸啡。

當(dāng)一個共享變量被volatile修飾時，它會保證修改的值會立即被更新到主存赫编，當(dāng)有其他線程需要讀取時巡蘸，它會去內(nèi)存中讀取新值。

而普通的共享變量不能保證可見性擂送，因為普通共享變量被修改之后悦荒，什么時候被寫入主存是不確定的，當(dāng)其他線程去讀取時嘹吨，此時內(nèi)存中可能還是原來的舊值搬味，因此無法保證可見性。

另外蟀拷，通過synchronized和Lock也能夠保證可見性碰纬，synchronized和Lock能保證同一時刻只有一個線程獲取鎖然后執(zhí)行同步代碼，并且在釋放鎖之前會將對變量的修改刷新到主存當(dāng)中问芬。因此可以保證可見性悦析。

有序性

在Java里面，可以通過volatile關(guān)鍵字來保證一定的“有序性”（具體原理在下一節(jié)講述）此衅。另外可以通過synchronized和Lock來保證有序性强戴，很顯然，synchronized和Lock保證每個時刻是有一個線程執(zhí)行同步代碼炕柔，相當(dāng)于是讓線程順序執(zhí)行同步代碼酌泰，自然就保證了有序性媒佣。

下面就來具體介紹下happens-before原則（先行發(fā)生原則）：

程序次序規(guī)則：一個線程內(nèi)匕累，按照代碼順序，書寫在前面的操作先行發(fā)生于書寫在后面的操作
鎖定規(guī)則：一個unLock操作先行發(fā)生于后面對同一個鎖額lock操作
volatile變量規(guī)則：對一個變量的寫操作先行發(fā)生于后面對這個變量的讀操作
傳遞規(guī)則：如果操作A先行發(fā)生于操作B默伍，而操作B又先行發(fā)生于操作C欢嘿，則可以得出操作A先行發(fā)生于操作C

下面我們來解釋一下前4條規(guī)則：

對于程序次序規(guī)則來說衰琐，我的理解就是一段程序代碼的執(zhí)行在單個線程中看起來是有序的。注意炼蹦，雖然這條規(guī)則中提到“書寫在前面的操作先行發(fā)生于書寫在后面的操作”羡宙，這個應(yīng)該是程序看起來執(zhí)行的順序是按照代碼順序執(zhí)行的，因為虛擬機可能會對程序代碼進行指令重排序掐隐。雖然進行重排序狗热，但是最終執(zhí)行的結(jié)果是與程序順序執(zhí)行的結(jié)果一致的，它只會對不存在數(shù)據(jù)依賴性的指令進行重排序虑省。因此匿刮，在單個線程中，程序執(zhí)行看起來是有序執(zhí)行的探颈，這一點要注意理解熟丸。事實上，這個規(guī)則是用來保證程序在單線程中執(zhí)行結(jié)果的正確性伪节，但無法保證程序在多線程中執(zhí)行的正確性光羞。

第二條規(guī)則也比較容易理解，也就是說無論在單線程中還是多線程中怀大，同一個鎖如果出于被鎖定的狀態(tài)纱兑，那么必須先對鎖進行了釋放操作，后面才能繼續(xù)進行l(wèi)ock操作叉寂。

第三條規(guī)則是一條比較重要的規(guī)則萍启，也是后文將要重點講述的內(nèi)容。直觀地解釋就是屏鳍，如果一個線程先去寫一個變量勘纯，然后一個線程去進行讀取，那么寫入操作肯定會先行發(fā)生于讀操作钓瞭。

第四條規(guī)則實際上就是體現(xiàn)happens-before原則具備傳遞性驳遵。

JAVA內(nèi)存模型圖(JMM)

JMM內(nèi)存模型

Volatile關(guān)鍵字的兩層意思

一旦一個共享變量（類的成員變量、類的靜態(tài)成員變量）被volatile修飾之后山涡，那么就具備了兩層語義：

1）保證了不同線程對這個變量進行操作時的可見性堤结，即一個線程修改了某個變量的值，這新值對其他線程來說是立即可見的鸭丛。

2）禁止進行指令重排序竞穷。

Volatile關(guān)鍵字 能保證原子性、可見性鳞溉、有序性嗎瘾带？為什么？舉例子說明

Volatile關(guān)鍵字不能保證原子性熟菲，可以保證可見性看政，能保證部分的有序性朴恳。

比如在多線程環(huán)境下對變量i進行自增操作，假設(shè)初始時i的值為0允蚣，那么操作后i可能為1.

這里有2種方式去理解：
1.首先A線程讀取變量i于颖，值為0 然后發(fā)生阻塞。此時線程B讀取i的值也為0 然后自增操作嚷兔。i=1 把i的最新值1更新到本地共享變量的副本森渐，然后再刷新到主內(nèi)存中去。然后此時再回到A線程冒晰，A線程這個時候也對自己的0值進行加1操作章母，然后更新回副本刷新到主存中去。此時主存中i=1翩剪。這里關(guān)鍵的一個點就是乳怎，當(dāng)線程B進行寫操作后，會使得其他線程的緩存行失效前弯，然后其他線程就會去主存中讀取最新的值蚪缀，這個沒錯。但是 線程A在一開始的時候已經(jīng)把值0從緩存行入棧到自己的棧頂了（底層的指令集的操作）恕出，也就不需要再去讀取緩存行所以緩存行的失效對線程A沒有作用询枚。

2.首先A線程讀取變量i，值為0 然后發(fā)生阻塞浙巫。此時線程B讀取i的值也為0金蜀，然后進行自增操作值為1.然后在進行更新變量副本之前，線程B阻塞的畴。然后回到線程A渊抄，A也進行自增然后把最新值1更新到變量副本刷新回到主內(nèi)存中去。此時回到線程B丧裁，線程B繼續(xù)更新變量副本然后把值刷新到主內(nèi)存中去還是1.

保證可見性是對的护桦，因為當(dāng)volatile關(guān)鍵字修飾的變量被寫操作之后。就會對緩存行失效煎娇，其他的線程再次讀取都會使用到最新的值二庵，保證了可見性。

為什么說是部分的有序性呢缓呛？
因為
1）當(dāng)程序執(zhí)行到volatile變量的讀操作或者寫操作時催享，在其前面的操作的更改肯定全部已經(jīng)進行，且結(jié)果已經(jīng)對后面的操作可見哟绊；在其后面的操作肯定還沒有進行因妙；

2）在進行指令優(yōu)化時，不能將在對volatile變量訪問的語句放在其后面執(zhí)行，也不能把volatile變量后面的語句放到其前面執(zhí)行兰迫。

//x、y為非volatile變量
//flag為volatile變量
 
x = 2;        //語句1
y = 0;        //語句2
flag = true;  //語句3
x = 4;         //語句4
y = -1;       //語句5

由于flag變量為volatile變量炬称，那么在進行指令重排序的過程的時候汁果，不會將語句3放到語句1、語句2前面玲躯，也不會講語句3放到語句4据德、語句5后面。但是要注意語句1和語句2的順序跷车、語句4和語句5的順序是不作任何保證的棘利。

并且volatile關(guān)鍵字能保證，執(zhí)行到語句3時朽缴，語句1和語句2必定是執(zhí)行完畢了的善玫，且語句1和語句2的執(zhí)行結(jié)果對語句3、語句4密强、語句5是可見的茅郎。

volatile關(guān)鍵字的一些使用場景

使用volatile必須具備以下2個條件：

1）對變量的寫操作不依賴于當(dāng)前值

2）該變量沒有包含在具有其他變量的不變式中

實際上，這些條件表明或渤，可以被寫入 volatile 變量的這些有效值獨立于任何程序的狀態(tài)系冗，包括變量的當(dāng)前狀態(tài)。

事實上薪鹦，我的理解就是上面的2個條件需要保證操作是原子性操作掌敬，才能保證使用volatile關(guān)鍵字的程序在并發(fā)時能夠正確執(zhí)行。

1.標(biāo)記狀態(tài)量

volatile boolean flag = false;
 
while(!flag){
    doSomething();
}
 
public void setFlag() {
    flag = true;
}

保證了執(zhí)行到inited賦值為true時池磁，Context已經(jīng)初始化完成奔害，線程2再使用的時候就不會出現(xiàn)錯誤

volatile boolean inited = false;
//線程1:
context = loadContext();  
inited = true;            
 
//線程2:
while(!inited ){
sleep()
}
doSomethingwithconfig(context);

2.單例模式double check

為什么要加volatile關(guān)鍵字，就是為了保證instance的初始化完成之后才會被使用地熄，以免報錯舀武。如果不使用，可能會出現(xiàn)离斩，線程A先new了一個對象 分配了內(nèi)存地址银舱，但是初始化對象的工作沒有完成。此時線程B進來跛梗，instance不為空寻馏。線程B持有instance然后使用的時候報錯。

class Singleton{
    private volatile static Singleton instance = null;
     
    private Singleton() {
         
    }
     
    public static Singleton getInstance() {
        if(instance==null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if(instance==null)
                    instance = new Singleton();
            }
        }
        return instance;
    }
}

自增操作保證原子性的方法有哪些?

用synchronize關(guān)鍵字

public synchronized void increase() {
        inc++;
    }

用lock

public class Test {
    public  int inc = 0;
    Lock lock = new ReentrantLock();
    
    public  void increase() {
        lock.lock();
        try {
            inc++;
        } finally{
            lock.unlock();
        }
    }
}

用原子操作類

public class Test {
    public  AtomicInteger inc = new AtomicInteger();
     
    public  void increase() {
        inc.getAndIncrement();
    }
}

總結(jié)一下synchronize lock volatile 和原子性 可見性 有序性的關(guān)系

synchronize和lock能保證可見性的原因是核偿，在釋放鎖之前會將對變量的修改刷新到主存當(dāng)中诚欠。

原文參考鏈接：
Java并發(fā)編程：volatile關(guān)鍵字解析