violate能保證可見性但沒法提供操做的原子性

簡單瞭解一下Java內存模型。

1. Java全部變量都存儲在主內存中
2. 每一個線程都有本身獨立的工做內存，裏面保存該線程的使用到的變量副本（該副本就是主內存中該變量的一份拷貝）
3. 線程對共享變量的全部操做都必須在本身的工做內存中進行，不能直接在主內存中讀寫
4. 不一樣線程之間沒法直接訪問其餘線程工做內存中的變量，線程間變量值的傳遞須要經過主內存來完成。
5. 線程1對共享變量的修改，要想被線程2及時看到，必須通過以下2個過程：
   • 把工做內存1中更新過的共享變量刷新到主內存中
   • 將主內存中最新的共享變量的值更新到工做內存2中

可見性與原子性

可見性：一個線程對共享變量的修改，更夠及時的被其餘線程看到

原子性：即不可再分了，不能分爲多步操做。好比賦值或者return。好比"a = 1;"和 "return a;"這樣的操做都具備原子性。相似"a += b"這樣的操做不具備原子性，在某些JVM中"a += b"可能要通過這樣三個步驟：

1. 取出a和b
2. 計算a+b
3. 將計算結果寫入內存
複製代碼

Synchronized：保證可見性和原子性

Synchronized可以實現原子性和可見性；在Java內存模型中，synchronized規定，線程在加鎖(對象鎖,類鎖)時的工做步驟:

1. 先清空工做內存
2. 在主內存中拷貝最新變量的副本到工做內存
3. 執行完代碼
4. 將更改後的共享變量的值刷新到主內存中
5. 釋放互斥鎖。

PS:

1. 當synchronized修飾一個static方法時，多線程下，獲取的是類鎖（即Class自己，注意：不是實例）；

2. 當synchronized修飾一個非static方法時，多線程下，獲取的是對象鎖（即類的實例對象）

Volatile：保證可見性，但不保證操做的原子性

1. Volatile實現內存可見性是經過內存屏障store和load指令完成的；

2. 對volatile變量執行寫操做時，會在寫操做後加入一條store指令，即強迫線程將最新的值刷新到主內存中；

3. 而在讀操做時，會加入一條load指令，即強迫從主內存中讀入變量的值。但volatile不保證volatile變量的原子性，例如：

   Private int Num=0;
    Num++;//Num不是原子操做
   複製代碼

Num++不是原子操做，由於其能夠分爲：讀取Num的值，將Num的值+1，寫入最新的Num的值。

對於Num++;操做，線程1和線程2都執行一次，最後輸出Num的值多是：1或者2

【解釋】

輸出結果1的解釋：當線程1執行Num++;語句時，先是讀入Num的值爲0，假若此時讓出CPU執行權，線程得到執行，線程2會從新從主內存中，讀入Num的值仍是0，而後線程2執行+1操做，最後把Num=1刷新到主內存中；線程2執行完後，線程1由開始執行，但以前已經讀取的Num的值0，因此它仍是在0的基礎上執行+1操做，也就是仍是等於1，並刷新到主內存中。因此最終的結果是1.通常在多線程中使用volatile變量，爲了安全，對變量的寫入操做不能依賴當前變量的值：如Num++或者Num=Num*5這些操做。

4. 在雙重檢查單例模式下使用 Volatile 來保證線程安全的原理就是利用了 Volatile 修飾的變量由於插入了內存屏障,禁止了指令重排,從而保證了有序性.即 User user = new User()這個操做,本來的是會被分解爲三個操做:

   （a）給Singleton的實例分配內存
    （b）調用Singleton（）的構造函數，初始化成員字段；
    （c）將singleton對象指向分配的內存空間（即singleton不爲空了）；
   複製代碼

變量加上volatile能夠防止對象初始化的無序性，對象必須初始化完成後纔將地址返回。

Synchronized和 Volatile 的比較

1. Synchronized保證內存可見性和操做的原子性
2. Volatile只能保證內存可見性
3. Volatile不須要加鎖，比Synchronized更輕量級，並不會阻塞線程（volatile不會形成線程的阻塞；synchronized可能會形成線程的阻塞。）
4. volatile標記的變量不會被編譯器優化,而synchronized標記的變量能夠被編譯器優化（如編譯器重排序的優化）.
5. volatile是變量修飾符，僅能用於變量，而synchronized是一個方法或塊的修飾符。
6. volatile本質是在告訴JVM當前變量在寄存器中的值是不肯定的，使用前，須要先從主存中讀取，所以能夠實現可見性。而對n=n+1,n++等操做時，volatile關鍵字將失效，不能起到像synchronized同樣的線程同步（原子性）的效果。