Java原子性、可见性、内存模型

原子性：

原子性就是指该操作是不可再分的。不论是多核还是单核，具有原子性的量，同一时刻只能有一个线程来对它进行操作。简而言之，在整个操作过程中不会被线程调度器中断的操作，都可认为是原子性。比如 a = 1；

非原子性：

也就是整个过程中会出现线程调度器中断操作的现象

类似"a ++"这样的操作不具有原子性，因为它可能要经过以下两个步骤：

（1）取出 a 的值

（2）计算 a+1

如果有两个线程t1，t2在进行这样的操作。t1在第一步做完之后还没来得及加1操作就被线程调度器中断了，于是t2开始执行，t2执行完毕后t1开始执行第二步(此时t1中a的值可能还是旧值，不是一定的，只有线程t2中a的值没有及时更新到t1中才会出现)。这个时候就出现了错误，t2的操作相当于被忽略了

类似于a += 1这样的操作都不具有原子性。还有一种特殊情况，就是long跟double类型某些情况也不具有原子性，具体可参考：java中long和double类型操作的非原子性探究

 

共享变量：如果一个变量在多个线程的工作内存中都存在副本，那么这个变量就是这个几个线程的共享变量

可见性：一个线程对共享变量值的修改，能够及时的被其它线程看到。

　　　　在多线程的情况下，共享变量不一定是可见的。要想实现变量的一定可见，可以使用synchronized、volatile两种方式(其实还有final，但是它初始化后，值不可  更改，所以一般不用它实现可见性)。具体做法可参考：synchronized实现可见性、volatile特性

 

Java内存模型(Java Memory Model) 描述了Java程序各种变量(线程共享变量)的访问规则，以及在JVM中将变量存储到内存和从内存中读取出变量这样的底层细节。

   在Java内存模型(以下简称为JMM)中：

　　1） 所有的变量都存储在主内存中

　　2）每个线程都有自己独立的工作内存，里面保存该线程使用到的变量的副本（主内存中该变量的一份拷贝）

   用下面的图可以直观的看到JMM中，线程、工作内存、主内存之间的关系：

　　

    在上面的图中，可以看到线程只与工作内存交互，不能直接访问主内存。当主内存中有一个共享变量X，则工作内存则是将X拷贝，然后线程是操作工作内存中X的副本

    在JMM中，有两条规定：

　　1）线程对共享变量的所有操作都必须在自己的工作内存中进行，不能直接从主内存中读写

　　2）不同线程之间无法访问其他线程工作内存中的变量，线程间变量值的传递需要通过主内存来完成

    共享变量要实现可见性，必须经过如下两个步骤：

　　1）把工作内存1中更新过的共享变量刷新到主内存中

　　2）把主内存中最新的共享变量的值更新到工作内存2中