并发出现问题的根源: 并发三要素

可见性: CPU缓存引起

  • 可见性：一个线程对共享变量的修改，另外一个线程能够立刻看到。
  • 举个简单的例子，看下面这段代码： ```java //线程1执行的代码 int i = 0; i = 10;

//线程2执行的代码 j = i;

  2. - **假若执行线程1的是CPU1，执行线程2的是CPU2。由上面的分析可知，当线程1执行 i =10这句时，会先把i的初始值加载到CPU1的高速缓存中，然后赋值为10，那么在CPU1的高速缓存当中i的值变为10了，却没有立即写入到主存当中。**
  3. - **此时线程2执行 j = i，它会先去主存读取i的值并加载到CPU2的缓存当中，注意此时内存当中i的值还是0，那么就会使得j的值为0，而不是10.**
  4. - **这就是可见性问题，线程1对变量i修改了之后，线程2没有立即看到线程1修改的值。**
  5. <a name="n3eiK"></a>
  6. ### [¶](#原子性-分时复用引起) 原子性: 分时复用引起
  8. - **原子性：即一个操作或者多个操作 要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行。**
  9. - **经典的转账问题：比如从账户A向账户B转1000元，那么必然包括2个操作：从账户A减去1000元，往账户B加上1000元。**
  10. - **试想一下，如果这2个操作不具备原子性，会造成什么样的后果。假如从账户A减去1000元之后，操作突然中止。然后又从B取出了500元，取出500元之后，再执行 往账户B加上1000元 的操作。这样就会导致账户A虽然减去了1000元，但是账户B没有收到这个转过来的1000元。**
  11. - **所以这2个操作必须要具备原子性才能保证不出现一些意外的问题。**
  12. <a name="FZZv5"></a>
  13. ### [¶](#有序性-重排序引起) 有序性: 重排序引起
  15. - **有序性：即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。举个简单的例子，看下面这段代码：**
  16. ```java
  17. int i = 0;              
  18. boolean flag = false;
  19. i = 1;                //语句1  
  20. flag = true;          //语句2

在执行程序时为了提高性能，编译器和处理器常常会对指令做重排序。重排序分三种类型：

  • 编译器优化的重排序。编译器在不改变单线程程序语义的前提下，可以重新安排语句的执行顺序。
  • 指令级并行的重排序。现代处理器采用了指令级并行技术（Instruction-Level Parallelism， ILP）来将多条指令重叠执行。如果不存在数据依赖性，处理器可以改变语句对应机器指令的执行顺序。
  • 内存系统的重排序。由于处理器使用缓存和读 / 写缓冲区，这使得加载和存储操作看上去可能是在乱序执行。

从 java 源代码到最终实际执行的指令序列，会分别经历下面三种重排序：java-jmm-3.png