violate能保证可见性但无法提供操作的原子性

简单了解一下Java内存模型。

1. Java所有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，里面保存该线程的使用到的变量副本（该副本就是主内存中该变量的一份拷贝）

3. 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，不能直接在主内存中读写

4. 不同线程之间无法直接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。

5. 线程1对共享变量的修改，要想被线程2及时看到，必须经过如下2个过程：

   • 把工作内存1中更新过的共享变量刷新到主内存中
   • 将主内存中最新的共享变量的值更新到工作内存2中

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可见性与原子性

可见性：一个线程对共享变量的修改，更够及时的被其他线程看到

原子性：即不可再分了，不能分为多步操作。比如赋值或者return。比如"a = 1;"和 "return a;"这样的操作都具有原子性。类似"a += b"这样的操作不具有原子性，在某些JVM中"a += b"可能要经过这样三个步骤：

1. 取出a和b
2. 计算a+b
3. 将计算结果写入内存

Synchronized：保证可见性和原子性

Synchronized能够实现原子性和可见性；在Java内存模型中，synchronized规定，线程在加锁(对象锁,类锁)时的工作步骤:

1. 先清空工作内存
2. 在主内存中拷贝最新变量的副本到工作内存
3. 执行完代码
4. 将更改后的共享变量的值刷新到主内存中
5. 释放互斥锁。

PS:

1. 当synchronized修饰一个static方法时，多线程下，获取的是类锁（即Class本身，注意：不是实例）；

2. 当synchronized修饰一个非static方法时，多线程下，获取的是对象锁（即类的实例对象）

Volatile：保证可见性，但不保证操作的原子性

1. Volatile实现内存可见性是通过内存屏障store和load指令完成的；

2. 对volatile变量执行写操作时，会在写操作后加入一条store指令，即强迫线程将最新的值刷新到主内存中；

3. 而在读操作时，会加入一条load指令，即强迫从主内存中读入变量的值。但volatile不保证volatile变量的原子性，例如：

   Private int Num=0;
   Num++;//Num不是原子操作

Num++不是原子操作，因为其可以分为：读取Num的值，将Num的值+1，写入最新的Num的值。

对于Num++;操作，线程1和线程2都执行一次，最后输出Num的值可能是：1或者2

【解释】

输出结果1的解释：当线程1执行Num++;语句时，先是读入Num的值为0，倘若此时让出CPU执行权，线程获得执行，线程2会重新从主内存中，读入Num的值还是0，然后线程2执行+1操作，最后把Num=1刷新到主内存中；线程2执行完后，线程1由开始执行，但之前已经读取的Num的值0，所以它还是在0的基础上执行+1操作，也就是还是等于1，并刷新到主内存中。所以最终的结果是1.一般在多线程中使用volatile变量，为了安全，对变量的写入操作不能依赖当前变量的值：如Num++或者Num=Num*5这些操作。

4. 在双重检查单例模式下使用 Volatile 来保证线程安全的原理就是利用了 Volatile 修饰的变量因为插入了内存屏障,禁止了指令重排,从而保证了有序性.即 User user = new User()这个操作,原本的是会被分解为三个操作:

   （a）给Singleton的实例分配内存
   （b）调用Singleton（）的构造函数，初始化成员字段；
   （c）将singleton对象指向分配的内存空间（即singleton不为空了）；

变量加上volatile可以防止对象初始化的无序性，对象必须初始化完成后才将地址返回。

Synchronized和 Volatile 的比较

1. Synchronized保证内存可见性和操作的原子性
2. Volatile只能保证内存可见性
3. Volatile不需要加锁，比Synchronized更轻量级，并不会阻塞线程（volatile不会造成线程的阻塞；synchronized可能会造成线程的阻塞。）
4. volatile标记的变量不会被编译器优化,而synchronized标记的变量可以被编译器优化（如编译器重排序的优化）.
5. volatile是变量修饰符，仅能用于变量，而synchronized是一个方法或块的修饰符。
6. volatile本质是在告诉JVM当前变量在寄存器中的值是不确定的，使用前，需要先从主存中读取，因此可以实现可见性。而对n=n+1,n++等操作时，volatile关键字将失效，不能起到像synchronized一样的线程同步（原子性）的效果。