併發編程中的原子性問題，可見性問題，有序性問題。

原子性問題：

在一個線程中，對一個32的二進制數進行賦值操做，當低16位的數據寫入後，發生了中斷，而此時又有一個線程去讀取這個寫入的數據，一定獲得的是一個錯誤的數據。
在java中這種狀況是不存在的，由於對基本數據類型的寫入和賦值保證了原子性(i=10)。但僅限制於對基本數據類型，而變量的賦值就不能保證，自增就是個很好的例子，

i++:

自增：先讀取數據，再加1，再寫入.

也就是說只有簡單的讀取，賦值纔是原子性。並且賦值必須是將數字賦給某個變量，變量之間的相互賦值不是原子性的，若是要實現更大範圍操做的原子性，能夠經過能夠經過synchronized和Lock來實現。

因爲synchronized和Lock可以保證任一時刻只有一個線程執行該代碼塊，那麼天然就不存在原子性問題了，從而保證了原子性。

 

可見性問題：

你們都知道，計算機在執行程序時，每條指令都是在CPU中執行的，而執行指令過程當中，勢必涉及到數據的讀取和寫入。因爲程序運行過程當中的臨時數據是存放在主存（物理內存）當中的，這時就存在一個問題，因爲CPU執行速度很快，而從內存讀取數據和向內存寫入數據的過程跟CPU執行指令的速度比起來要慢的多，所以若是任什麼時候候對數據的操做都要經過和內存的交互來進行，會大大下降指令執行的速度。所以在CPU裏面就有了高速緩存。
當程序運行過程當中，會將須要的數據從主內存複製一份給cpu的高速緩存，cpu進行計算時就能夠直接從高速緩存讀取和寫入數據，運算結束，把結果刷新到主存中。
線程一：int i=0; i=10;   線程二：j = i;
倘若執行線程1的是CPU1，執行線程2的是CPU2。由上面的分析可知，當線程1執行 i =10這句時，會先把i的初始值加載到CPU1的高速緩存中，而後賦值爲10，那麼在CPU1的高速緩存當中i的值變爲10了，卻沒有當即寫入到主存當中。                      
此時線程2執行 j = i，它會先去主存讀取i的值並加載到CPU2的緩存當中，注意此時內存當中i的值仍是0，那麼就會使得j的值爲0，而不是10.
在java中，volatile關鍵字能夠保證可見性。
　　當一個共享變量被volatile修飾時，它會保證修改的值會當即被更新到主存，當有其餘線程須要讀取時，它會去內存中讀取新值。
另外，經過synchronized和Lock也可以保證可見性，synchronized和Lock能保證同一時刻只有一個線程獲取鎖而後執行同步代碼，而且在釋放鎖以前會將對變量的修改刷新到主存當中。所以能夠保證可見性。

 

有序性問題：

int a = 10;    //語句1 int r = 2;    //語句2 a = a + 3;    //語句3 r = a*a;     //語句4 這四條語句不必定按照順序執行。 通常來講，處理器爲了提升程序運行效率，可能會對輸入代碼進行優化，進行指令重排序。它不保證程序中各個語句的執行前後順序同代碼中的順序一致，可是它會保證程序最終執行結果和代碼順序執行的結果是一致的。 處理器在進行重排序時是會考慮指令之間的數據依賴性，若是一個指令Instruction 2必須用到Instruction 1的結果，那麼處理器會保證Instruction 1會在Instruction 2以前執行。 雖然重排序不會影響單個線程內程序執行的結果，可是多線程呢？ 指令重排序不會影響單個線程的執行，可是會影響到線程併發執行的正確性。 1.volatile關鍵字的兩層語義 　　一旦一個共享變量（類的成員變量、類的靜態成員變量）被volatile修飾以後，那麼就具有了兩層語義： 　　1）保證了不一樣線程對這個變量進行操做時的可見性，即一個線程修改了某個變量的值，這新值對其餘線程來講是當即可見的。 　　2）禁止進行指令重排序。 　　可是用volatile修飾以後就變得不同了： 　　第一：使用volatile關鍵字會強制將修改的值當即寫入主存； 　　第二：使用volatile關鍵字的話，當線程2進行修改時，會致使線程1的工做內存中緩存變量緩存行無效（反映到硬件層的話，就是CPU的L1或者L2緩存中對應的緩存行無效）； 　　第三：因爲線程1的工做內存中緩存變量緩存行無效，因此線程1再次讀取變量的值時會去主存讀取。 　　那麼在線程2修改值時（固然這裏包括2個操做，修改線程2工做內存中的值，而後將修改後的值寫入內存），會使得線程1的工做內存中緩存變量的緩存行無效，而後線程1讀取時，發現本身的緩存行無效，它會等待緩存行對應的主存地址被更新以後，而後去對應的主存讀取最新的值。 那麼線程1讀取到的就是最新的正確的值。 volatile沒辦法保證對變量的操做的原子性。 　　在前面提到volatile關鍵字能禁止指令重排序，因此volatile能在必定程度上保證有序性。 　　volatile關鍵字禁止指令重排序有兩層意思： 　　1）當程序執行到volatile變量的讀操做或者寫操做時，在其前面的操做的更改確定所有已經進行，且結果已經對後面的操做可見；在其後面的操做確定尚未進行； 　　2）在進行指令優化時，不能將在對volatile變量訪問的語句放在其後面執行，也不能把volatile變量後面的語句放到其前面執行。 //x、y爲非volatile變量 //flag爲volatile變量 x = 2;        //語句1 y = 0;        //語句2 flag = true;  //語句3 x = 4;         //語句4 y = -1;       //語句5 因爲flag變量爲volatile變量，那麼在進行指令重排序的過程的時候，不會將語句3放到語句一、語句2前面，也不會講語句3放到語句四、語句5後面。可是要注意語句1和語句2的順序、語句4和語句5的順序是不做任何保證的。 而且volatile關鍵字能保證，執行到語句3時，語句1和語句2一定是執行完畢了的，且語句1和語句2的執行結果對語句三、語句四、語句5是可見的。