Java内存模型与线程——原子性、可见性、有序性

关于主内存和工作内存之间具体的交互协议，即一个变量如何从主内存拷贝到工作内存、如何从工作内存同步回主内存之类的实现细节，Java内存模型中定义了以下8种操作来完成，虚拟机实现时必须保证下面提及的每一种操作都是原子的、不可再分的

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1.原子性

一个操作或者多个操作，一旦被执行就不能被中断，否则就不执行。
如果应用需要更大范围的原子性操作，Java还提供了lock和unlock来满足这种需求，尽管虚拟机没有直接把lock和unlock操作直接开放给用户使用，但是却提供更高的字节码指令monitorenter 和monitorexit来隐式使用这两个操作，这两个字节码指令反应到Java代码语句就是同步块synchronized 关键字，synchronized块之间的操作也是具备原子性。

2.可见性

当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能够立即得知这个值。
Java内存模型是通过在变量修改之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式来实现可见性，无论是普通变量还是volatile变量都是一样的，两者的区别是volatile特殊规则保证了新值能立即同步到主内存，以及每一次使用前能立即从主内存刷新，因此，可以说volatile保证了多线程操作时变量的可见性，而普通变量则不能保证这一点。
除了volatile，还有两个关键字也可实现可见性，synchronized和final。

3.有序性

Java程序中，天然的有序性可以总结为一句话：如果在本线程内观察，所有操作都是有序的，如果在一个线程中观察另外一个线程，所有的操作都是无序的，前半句是指线程内表现为串行的语义，后半句是指“指令重排序现象和工作主内存和主内存同步延迟的现象”
Java语言提供了volatile和synchronized两个关键字来保证了线程之间操作的有序性，volatile有禁止指令重排的语义，而synchronized则是由一个变量在同一时刻只允许一条线程对其进行lock操作这条规则获得的，这条规则决定了持有同一个锁的两个同步块只能串行地进入。