本編文章都是基于下圖這個(gè)，計(jì)算機(jī)cpu 贱纠、緩存峻厚、內(nèi)存、線程之間的關(guān)系谆焊；
一惠桃、緩存一致性問題
計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)，每條指令都是在CPU中執(zhí)行的，而執(zhí)行指令過程中辜王，勢(shì)必涉及到數(shù)據(jù)的讀取和寫入劈狐。由于程序運(yùn)行過程中的臨時(shí)數(shù)據(jù)是存放在主存（物理內(nèi)存）當(dāng)中的，這時(shí)就存在一個(gè)問題呐馆，由于CPU執(zhí)行速度很快肥缔，而從內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)和向內(nèi)存寫入數(shù)據(jù)的過程跟CPU執(zhí)行指令的速度比起來要慢的多，因此如果任何時(shí)候?qū)?shù)據(jù)的操作都要通過和內(nèi)存的交互來進(jìn)行汹来，會(huì)大大降低指令執(zhí)行的速度续膳。因此在CPU里面就有了高速緩存。
當(dāng)程序在運(yùn)行過程中收班，會(huì)將運(yùn)算需要的數(shù)據(jù)從主存復(fù)制一份到CPU的高速緩存當(dāng)中坟岔，那么CPU進(jìn)行計(jì)算時(shí)就可以直接從它的高速緩存讀取數(shù)據(jù)和向其中寫入數(shù)據(jù)，當(dāng)運(yùn)算結(jié)束之后摔桦，再將高速緩存中的數(shù)據(jù)刷新到主存當(dāng)中炮车。
中間的高速緩存就是cpu和內(nèi)存的中間過程。
但是在多線程酣溃，每個(gè)線程在不同的cpu中運(yùn)行時(shí)瘦穆，每個(gè)線程分別讀取內(nèi)存中的值存入各自所在的CPU的高速緩存當(dāng)中，cpu對(duì)數(shù)據(jù)改變后赊豌，就造成了緩存一致性的問題扛或，通常稱這種被多個(gè)線程訪問的變量為共享變量。
也就是說碘饼，如果一個(gè)變量在多個(gè)CPU中都存在緩存（一般在多線程編程時(shí)才會(huì)出現(xiàn)）熙兔，那么就可能存在緩存不一致的問題。
為了解決緩存不一致性問題艾恼，通常來說有以下2種解決方法：
1）通過synchronized鎖的方式
2）通過緩存一致性協(xié)議
二住涉、并發(fā)編程中的三個(gè)概念
原子性：即一個(gè)操作或者多個(gè)操作 要么全部執(zhí)行并且執(zhí)行的過程不會(huì)被任何因素打斷，要么就都不執(zhí)行钠绍，相當(dāng)于事物的概念舆声。
可見性：可見性是指當(dāng)多個(gè)線程訪問同一個(gè)變量時(shí)，一個(gè)線程修改了這個(gè)變量的值柳爽，其他線程能夠立即看得到修改的值媳握。
有序性：即程序執(zhí)行的順序按照代碼的先后順序執(zhí)行，因?yàn)橛兄噶钪嘏判騿栴}磷脯；
指令重排序蛾找，一般來說，處理器為了提高程序運(yùn)行效率赵誓，可能會(huì)對(duì)輸入代碼進(jìn)行優(yōu)化打毛，它不保證程序中各個(gè)語句的執(zhí)行先后順序同代碼中的順序一致柿赊，但是它會(huì)保證程序最終執(zhí)行結(jié)果和代碼順序執(zhí)行的結(jié)果是一致的。這種情況在單線程下沒有問題幻枉，但是在多線程下有可能出現(xiàn)問題闹瞧。
也就是說，要想并發(fā)程序正確地執(zhí)行展辞，必須要保證原子性、可見性以及有序性万牺。只要有一個(gè)沒有被保證罗珍，就有可能會(huì)導(dǎo)致程序運(yùn)行不正確。
三脚粟、synchronized
同步鎖可以保證并發(fā)編程中的原子性覆旱、可見性、有序性核无；但是效率比較低扣唱。
四、volatile
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保證可見性問題：
一個(gè)共享變量被volatile修飾時(shí)团南，當(dāng)CPU對(duì)該變量有寫操作時(shí)噪沙，它會(huì)保證修改的值會(huì)立即被更新到主內(nèi)存中，并會(huì)發(fā)出信號(hào)通知其他CPU將該變量的緩存設(shè)置為無效狀態(tài)吐根，因此當(dāng)其他CPU需要讀取這個(gè)變量時(shí)正歼，發(fā)現(xiàn)自己的高速緩存中該變量是無效的，那么它就會(huì)從內(nèi)存重新讀取拷橘。而普通的共享變量不能保證可見性局义，因?yàn)槠胀ü蚕碜兞勘恍薷闹螅裁磿r(shí)候被寫入主存是不確定的冗疮，當(dāng)其他線程去讀取時(shí)萄唇，此時(shí)內(nèi)存中可能還是原來的舊值，因此無法保證可見性术幔。
可見性只能保證每次讀取的是最新的值
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保證有序性問題：
當(dāng)程序執(zhí)行到volatile變量的讀操作或者寫操作時(shí)另萤，在其前面的操作的更改肯定全部已經(jīng)進(jìn)行，且結(jié)果已經(jīng)對(duì)后面的操作可見诅挑；在其后面的操作肯定還沒有進(jìn)行仲墨；在進(jìn)行指令優(yōu)化時(shí)，不能將在對(duì)volatile變量訪問的語句放在其后面執(zhí)行揍障，也不能把volatile變量后面的語句放到其前面執(zhí)行
不能保證原子性問題：
測試代碼:
package com.test.jvm;
public class Test {
public volatile int i = 0;
public void increase(){ //可以添加關(guān)鍵字synchronized看結(jié)果不同
i++;
}
public static void main(String[] args) {
final Test test = new Test();
for(int x =0; x<10; x++){
new Thread(){@Override
public void run() {
for(int y=0; y<1000; y++){
test.increase();
}
}
}.start();
}
while(Thread.activeCount()>1){ //保證前面的線程都執(zhí)行完
Thread.yield();
System.out.println(test.i);
}
}
}
最后i的結(jié)果并不是10000 目养，總是小于10000；
解釋：
假如某個(gè)時(shí)刻變量 i 的值為10毒嫡，
cpu1中線程A對(duì)變量進(jìn)行自增操作癌蚁，線程A先讀取了變量 i 的原始值幻梯，然后線程A被阻塞了；
然后cpu2中線程B對(duì)變量進(jìn)行自增操作努释，線程B也去讀取變量 i 的原始值碘梢，由于線程A只是對(duì)變量 i 進(jìn)行讀取操作，而沒有對(duì)變量進(jìn)行修改操作伐蒂，所以不會(huì)導(dǎo)致線程B的工作內(nèi)存中緩存變量 i 的緩存無效煞躬，所以線程B中 i 的值10，然后進(jìn)行加1操作逸邦，并把11寫入工作內(nèi)存恩沛，最后寫入主存。
然后線程A接著進(jìn)行加1操作缕减，由于已經(jīng)讀取了 i 的值雷客，注意此時(shí)在線程A的工作內(nèi)存中 i
的值仍然為10，所以線程A對(duì) i 進(jìn)行加1操作后 i 的值為11桥狡，然后將11寫入工作內(nèi)存搅裙，最后寫入主存。
那么兩個(gè)線程分別進(jìn)行了一次自增操作后裹芝，i 只增加了1部逮。
解釋到這里，可能有朋友會(huì)有疑問嫂易，不對(duì)啊甥啄，前面不是保證一個(gè)變量在修改volatile變量時(shí)，會(huì)讓緩存行無效嗎炬搭？然后其他線程去讀就會(huì)讀到新的值蜈漓，對(duì)，這個(gè)沒錯(cuò)宫盔。但是要注意融虽，線程A對(duì)變量進(jìn)行讀取操作之后，被阻塞了的話灼芭，并沒有對(duì) i 值進(jìn)行修改有额。然后雖然volatile能保證線程B對(duì)變量 i 的值讀取是從內(nèi)存中讀取的，但是線程A沒有進(jìn)行修改彼绷，所以線程B根本就不會(huì)看到修改的值巍佑。
總結(jié)：
使用volatitle關(guān)鍵字要保證的兩個(gè)條件：
1） 對(duì)變量的寫操作不依賴于當(dāng)前值
2） 該變量沒有包含在其他變量中
