多线程-JMM和并发三大特性

• JMM

  Java虚拟机规范中定义了Java内存模型（Java Memory Model，JMM），用于屏蔽掉各种硬件和操作系统的内存访问差异，以实现让Java程序在各种平台下都能达到一致的并发效果，JMM规范了Java虚拟机与计算机内存是如何协同工作的：规定了一个线程如何和何时可以看到由其他线程修改过后的共享变量的值，以及在必须时如何同步的访问共享变量。JMM 描述的是一种抽象的概念，一组规则，通过这组规则控制程序中各个变量在共享数据区域和私 有数据区域的访问方式，JMM是围绕原子性、有序性、可见性展开的

JMM定义了线程和主内存之间的抽象关系：线程之间的共享变量存储在主内存（main memory）中，每个线程都有一个私有的本地内存（local memory），本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的副本。

• 并发三大特性

​ 并发编程Bug的源头：可见性、有序性和原子性问题

• 可见性

  当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能够看到修改的值。Java 内存模型是通过在变量 修改后将新值同步回主内存，在变量读取前从主内存刷新变量值这种依赖主内存作为传递媒介 的方法来实现可见性的。

  如何保证可见性

  1、通过volatile 关键字保证可见性。
  2、通过内存屏障保证可见性
  3、通过synchronized 关键字保证可见性。
  4、通过Lock保证可见性。
  5、通过final关键字保证可见性
  

  volatile的特殊规则保证了volatile变量值修改后的新值立刻同步到主内存，每次使用volatile变量前立即从主内存中刷新，因此volatile保证了多线程之间的操作变量的可见性，而普通变量则不能保证这一点，除了volatile关键字能实现可见性之外，还有synchronized,Lock，final也是可以的。

• 有序性

  即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。JVM 存在指令重排，所以存在有序性问题

  如何保证有序性

  1、通过 volatile 关键字保证可见性。
  2、通过 内存屏障保证可见性。
  3、通过 synchronized关键字保证有序性
  4、通过 Lock保证有序性
  

  volatile和synchronized来保证多线程之间操作的有序性,volatile关键字本身通过加入内存屏障来禁止指令的重排序，而synchronized关键字通过一个变量在同一时间只允许有一个线程对其进行加锁的规则来实现。

• 原子性

  一个或多个操作，要么全部执行且在执行过程中不被任何因素打断，要么全部不执行。在 Java 中，对基本数据类型的变量的读取和赋值操作是原子性操作（64位处理器）。不采取任何的原子性保障措施的自增操作并不是原子性的。

  如何保证原子性

  1、通过 synchronized 关键字保证原子性。
  2、通过 Lock保证原子性。
  3、通过 CAS保证原子性。