開篇閒扯
一年又一年，年年多線程。不論你是什麼程序員，都逃脫不了多線程併發的魔爪。因爲它從盤古開天闢地的時候就有了，就是在計算機中對現實世界的一種抽象。因此，放輕鬆別害怕，肝了這系列的多線程文章，差不多能吊打面試官了（可別真動手...）。
併發症
併發問題，曾經在單核單線程的機器上是不存在的（不是不想，是做不到）。假如把計算機看成一個木桶，那麼跟我們Java開發人員關係最大的就是CPU、內存、IO設備。這三塊木板發展至今，彼此之間也形成了較大的性能差異。CPU的核心數線程數在不斷增多，內存的速度卻跟不上CPU的步伐，同理IO設備也沒能跟上內存的步伐。於是就加緩存，經過科學論證三級緩存最靠譜，於是就有了常見的CPU三級緩存。然後前輩們再對操作系統做各類調度層面的深度優化，通過軟硬兼施的手法，使得軟件與硬件的完美結合，纔有如今繁榮的互聯網。而我們不過是在這座城市裏的打工人罷了。 言歸正傳，本文將分別說明在併發世界裏的“三宗罪”：可見性、原子性、有序性。
罪狀一：可見性
前文中有說到CPU的發展經歷了從單核單線程到現在的多核心多線程，而內存的讀寫性能卻供應不上CPU的處理能力，於是就增加了緩存，至於前文中提到的三級緩存爲什麼是三級，不在本文討論範圍，有興趣自己看去。。。
爲什麼會有可見性問題？
在單核心時代，所有的線程都是交給一個CPU串行執行，因此不論有多少線程都是排隊執行，也就不會形成線程A與B同時競爭target變量的競爭狀態，如圖一。
來到多核心多線程時代，每顆CPU都有各自的緩存，如果多個線程分別在不同的CPU上運行，且需要同時操作同一個數據。而每顆CPU在處理內存中的數據時，會先將目標數據緩存到CPU緩存中。這時候CPU們各幹各的，也不管目標值有沒有被其他CPU修改過，自己在緩存中修改後不管三七二十一就寫回去，這肯定是不行的啊兄弟...，而這就是我們Java中常說的數據可見性問題，再追根溯源就是：CPU級別的緩存一致性協議。後邊文章會詳細解釋（別問具體時間，問了就是明天）。
可見性問題怎麼解決？
這個簡單，如果僅僅是解決可見性，那就Volatile關鍵字用起來（也不是萬能的，慎重考慮），它會將共享變量數據從線程工作內存刷新到主存中，而這個關鍵字的實現基礎是Java規範的內存模型，注意，這裏要和JVM內存模型區分開，兩者是不一樣的東西。那麼Java內存模型又是什麼樣的，爲啥設計這個內存模型，有哪些好處？下篇詳細解釋！本文就先放一張簡單的圖：
罪狀二：原子性
大家都知道CPU的運行時間是分片進行的，可能CPU這段時間在執行我寫的if-else，下一時刻由於操作系統的調度當前線程丟失時間片，又執行其他線程任務去了（呸！渣男）。打斷了我當前線程的一個或者多個操作流程，這就是原子性被破壞了，也就是多線程無鎖情況下的ABA問題。跟我們期望的完全不一樣啊，還是看圖說話：
解釋一下就是：想要得到temp爲2的結果，但是隻能得到1，原因就是運行A線程的CPU幹別的去了，而這時候B線程所在的CPU後發制A，搶先完成了++的操作並寫回內存，但是A不知道，還傻傻的以爲它的到的是temp的初戀，又傻傻的寫會去，然後就心態崩了呀！偷襲~（出錯）
罪狀三：有序性
如果說原子性問題是硬件工程師挖的坑（CPU別切換多好），那有序性就妥妥的是軟件工程師下了老鼠夾子（誇張了啊，其實都是爲了效率）。之所以存在有序性問題，完全是編譯大神們對我們的關愛，知道我們普通Coder對性能的要求是能跑就行。
因此，在Java代碼在編譯時期動了手腳，比如說：鎖消除、鎖粗化（需要進行逃逸性分析等技術手段）或者是將A、B兩段操作互換順序。但是，所有的這一切都不能影響源碼在單線程執行情況下的最終結果，即as-if-serial語義。這是個很頂層的協議，不論是編譯器、運行時狀態還是處理器都必須遵守該語義。這是保證程序正確性的大前提。當然，編譯器不僅僅要準守as-if-serial語義，還要準守以下八大規則--Happens-Before規則（八仙過海各顯神通）：
什麼是Happens-Before規則？
一段程序中，前面運行後的結果，對後面的操作來說均可見。即：不論怎麼編譯優化（編譯優化的文章以後會寫，關注我，全免費）都不能違背這一指導思想。不能忘本
注：文章裏所有類似“先於”、“早於”等詞並不嚴謹不能和Happens-Before劃等號，只是這樣說更好理解，較爲準確的含義是：操作結果對後者可見。
其實，總結來說就是JMM、編譯器和程序員之間的關係。
JMM對程序員說：你按順序寫，執行結果就是按照你寫的順序執行的，有BUG就是你自己的問題。
程序員：好的，聽你的！
JMM對編譯器說：你不能隨便改變程序員的代碼順序，我都跟他承諾寫啥是啥了，別搞錯了。
編譯器：收到！（可我還是想優化，我不影響你不就行了，這優化我做定了，奧利給！）
於是就有了這些規則，而對於我們CRUD Boy來說都是不可見的，瞭解一下就OK！
感謝各位看官！
作者：羅拉快跑跑跑跑
原文鏈接：https://www.cnblogs.com/RollerRunning/p/14047049