多线程synchronized 和 volatile 关键字

浏览了一天的博文，大概总结出个人看法，以备以后继续学习

1、必须明白一个知识点，内存屏障；

下面是基于保守策略的JMM内存屏障插入策略：
在每个volatile写操作的前面插入一个StoreStore屏障。
在每个volatile写操作的后面插入一个StoreLoad屏障。
在每个volatile读操作的后面插入一个LoadLoad屏障。
在每个volatile读操作的后面插入一个LoadStore屏障。

以上就是四种内存屏障类型，加入内存屏障可以保证内存屏障前后的指令顺序执行；
个人理解，内存屏障只能保证屏障前后指令执行顺序，但是无法保证单侧指令顺序;内存屏障就好像一道道关卡，必须一关一关的过，但是在某一关你想按照什么顺序过由你自己决定，当然不能as-if-serial语义和happens-before规则。

2、happens-before规则
太多了，记住一点吧：volatile变量的写操作happens-before其他任何操作

3、as-if-serial语义
单线程环境下，指令重排序不能影响单线程执行结果

4、多线程三要素：原子性、有序性、可见性
有序但是不一定可见，原因，多线程按一定顺序执行，但是如果线程A的修改只发生在工作内存，还没有write进主存，那么线程B读取到的依旧是老数据，所以不满足可见性。

5、指令重排：优化指令运行，避免某一变量被CPU重复加载。

现在来记录synchronized 和 volatile关键字

synchronized ：
1、用法：只能用在方法修饰符或者代码块上；
2、用在静态方法、或者synchronized(类.class)锁的是类的Class对象，所有类的任何对象访问的时候都会加锁；
3、synchronized(this或Object)是对Object加锁，同一对象访问会生效cpu不会在线程之间切换，不同对象访问不会生效；
4、属于可重入锁；
5、加锁时工作内存失效，区主存读取数据；
6、释放锁之前，先把工作内存数据刷新到主存。
7、为什么synchronized 内对象new的过程中，初始化与赋值会重排序，因为在关键字内部，所有可以重排。

volatile:
1、用法：只能用在变量上；
2、根据happens-before规则，保证内存屏障前后执行顺序；
3、volatile变量修改之后会立即刷新到主存，并使其他线程的工作内存失效，要求其他线程强制到主存读取数据；
4、为什么volatile线程不安全？
i++,线程a、b同时读取1，a加一后，更新到主存变成2，并使b工作内存失效，但是b已经读取到i的值，不会再去主存读取，那么通过b也会更新主存为2，就导致数据不一致。

二者对比：

相同点：
1、二者都会在编译期往字节码中插入内存屏障;
2、都可以保证及时更新主存，个人理解：操作依旧发生在工作内存，大家都说会及时更新到主存，name我觉得这两个关键字由于内存屏障的原因会把写工作内存，写主存这两步变成不可分割的原子操作，主存更新之前，是不允许其他线程读的。

不同点：
1、synchronized原子性、有序性、可见性
有序性只能保证被synchronized锁住的一个块与另外一个块之间的有序，并不能保证块内部指令的有序。
2、volatile有序性，可见性
有序性只能保证变量的读写有序，那么变量构造的顺序无法保证。
3、两者都会插入内存屏障，但是synchronized关键字会在外围在插入monitorenter 和 monitorexit指令，来排斥其他线程，这就是锁。
4、可见synchronized加锁，volatile无锁，所有性能高。

最后一直不明白双重检查单例模式为什么synchronized 和 volatile 要一起使用，现在解开疑惑了：
public class Singleton {
private volatile static Singleton singleton;
private Singleton (){}
public static Singleton getSingleton() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}

synchronized保证多线程之间有序进行，但是在new 对象的时候，初始化与赋值会重排序,另外一个线程来读的时候，可能会读到一个没有初始化的对象。加上volatile关键字以后，可以确保另外一个线程的读操作一定是发生在new 对象的所有步骤完成之后，就不会有对象“逸出”的问题。

以前一直以为是volatile确保new 对象的赋值操作一定是最后一步，发现并不是这样的。

看了一天越看越乱，就暂时这样理解：
synchronized 和 volatile声明之后，被包裹的变量或代码变成一个原子，一个个原子直接会顺序执行，不会交叉执行。只不过synchronized 包裹代码，无法解决变量之间的交叉执行，volatile包裹变量，可以确保变量的顺序执行。