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回顾缓存一致性问题：
当执行 i = i+1这段代码时，如果是单线程运行是没有问题，但是在多线程之中运行，就会出现问题。比如同时存在2个线程执行这段代码，假如初始值都是0，那么合情理的结果是两线程执行完后i的值变为2，但其实结果并非如此。
背景介绍：
众所周知，计算机执行程序时，每条指令都是在CPU中执行的，而执行指令过程中，势必涉及到数据的读取和写入。由于程序运行过程中，临时数据是存储在RAM中，但是CPU执行速度极快，相反比较起来，从内存中进行读取和写入的过程速度却要慢很多，因此为了避免降低指令执行速度，CPU里面就有了高速缓存Cache。
即程序运行时，会先将运算需要的数据从主存中复制一份到CPU的高速缓存中，那么CPU进行计算时就可以直接从它的高速缓存中读取和写入数据，运算完成后，再将高速缓存中的数据刷新到主存当中。
原因：
两个线程可能会并发执行该段代码指令，分别将读取的初始值存入各自的CPU高速缓存中，然后线程1进行+1操作，把i的最新值1刷新到主存中；此时线程2的高速缓存当中的值仍是0，进行+1后的值也变为1，然后把值刷新到主存中，最终结果i的值是1，而非2。
注：
通常称被多线程共同访问的变量为共享变量。
解决方法（硬件）：
（1）通过总线加锁LOCK的方式
（2）通过缓存一致性协议
拓展：并发编程
三大概念：原子性、可见性、有序性
原子性：一个操作或者多个操作，要么全部执行并且执行的过程中不会被任何因素打扰到，要么就都不执行；
可见性：当多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看得到修改的值；
有序性：程序执行的顺序按照代码的先后顺序（涉及到指令重排序）
指令重排序：一般来说，处理器为了提高程序运行效率，可能会对输入代码进行优化，他不保证程序中各个语句的执行先后顺序同代码中的顺序一致，但是他会保证程序最终执行结果和代码顺序执行的结果是一致的。
注：指令重排序会考虑指令之间的数据依赖性，不会影响单线程执行结果，但会影响多线程并发执行的正确性。
小结：要想并发程序正确的执行，必须保证原子性，可见性以及有序性。只要有一个未保证，都会导致程序运行的不正确。
Java内存模型简介：
Java内存模型规定所有的变量都存储在主存当中，每个线程都有自己的工作内存。线程对变量的所有操作都必须子工作内存中进行，而不能直接对主存进行操作。并且每个线程都不能访问其他线程的工作内存。
注：
原子性
Java中对基本数据类型的变量的读取和复制操作都是原子性操作，要么执行，要么不执行。
只有简单的读取、赋值（必须是数字赋值给某个变量，变量之间的相互赋值都不是原子操作）才是原子操作。
Java内存模型只保证了基本读取和赋值操作是原子性操作，如果实现更大范围内操作的原子性，可以通过synchronized和Lock来实现。由于synchronized和Lock能够保证任意时刻只有一个线程能访问被修饰的代码块，因此可以保证原子性操作。
可见性
Java提供volatile关键字来保证可见性。
当一个共享变量被volatile修饰时，会确保修改的值被立即更新到主存中，当有其他线程需要读取时，它会去内存中读取新值。
有序性
也可以通过volatile关键字来保证一定的可序性，另外可以通过synchronized额Lock来保证有序性
happens-before原则--先行发生原则（先天有序性）
1、程序次序规则：一个线程内，按照代码顺序，书写在前面的操作先行发生于书写在后面的原则
2、锁定原则：一个unlock操作先行发生于后面的lock操作
3、volatile变量原则：对一个变量的写操作先行发生于对这个变量的读操作
4、传递规则：如果操作A先行发生于操作B，而操作B先行发生于操作C，那么操作A一定先行发生于操作C之前
注解：
1、这条规则用来保证程序指令在单线程中的准确性，却无法保证在多线程中的正确性
2、无论在单线程还是多线程中，同一个锁如果处于被锁定状态，那么必须先对锁对象进行释放工作，后面才能继续进行lock操作
3、如果一个线程先去写入一个变量，然后一个线程再去读取这个变量，那么写入的操作肯定会先行发生于读取操作
5、线程启动规则：Thread对象的start（）方法先行发生于此线程的每一个动作
6、线程中断规则：对线程的interrupt（）方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生
7、线程终结规则：线程所有的操作都先行发生于线程的终止检测，可以通过Thread.join()方法结束、Thread.isAlive()的返回值手段来检测线程已经终止执行
8、对象终结规则：一个对象的初始化完成先行发生于它的finalize（）方法的开始
解析volatile关键字
语义：一旦一个共享变量（类的成员变量、类的静态成员变量）被volatile修饰之后，
1、保证了不同线程对 这个变量进行操作时的可见性，即一个线程修改了变量的值，这新值对其他线程来说是立即可见的；
2、禁止进行指令重排序：
1）当程序执行到volatile变量的读操作和写操作时，在其前面的操作的更改肯定全部已经进行，且结果已经对后面的操作可见；在其后面的操作肯定还没有进行
2）在进行指令优化时，不能将在对volatile变量访问的语句放在其后面执行，也不能把volatile变量后面的语句放到其前面执行
注：自增操作不是原子性操作，并且volatile也无法保证对变量的任何操作都是原子性的
使用volatile关键字场景：
注：volatile关键字无法替代synchronized关键字，因为volatile关键字无法保证操作的原子性
synchronized关键字是防止多个线程同时执行一段代码
使用volatile关键字必须具备两个条件：
1）对变量的写操作不依赖于当前值
2）该变量没有包含在具有其他变量的不变式中
这两个条件即保证在操作是原子性操作的情况下，才能使用volatile关键字
volatile的原理和实现机制：
参考文档资料http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html
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