volatile关键字

先来一点铺垫

先看看内存模型的概念

cpu经常会读取和写入数据，但是cpu的运算速度很快，但是从主存读写数据的速度远远比不上cpu的
读写速度。所以中间就添加了一个高速缓存。主存把数据放到高速缓存中，cpu从高速缓存中读取，然后返回
给高速缓存。高速缓存再写入主存

如何解决多线程共享数据不一致

多线程访问共享数据如果没有一些手段，将会出问题如脏读。。
两种解决方案：加锁。缓存一致性
加锁：在cpu读取内存时。系统锁住该线程，并且不准其他cpu读取数据。直到该操作完成为止
缓存一致性：当cpu发现操作的变量是共享变量（其他cpu中存在副本）。就发出信号通知其他cpu将
该变量的缓存行设置为无效

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并发编程的三问题

原子性问题
可见性问题
有序性问题：处理器并不会按照顺序加载代码（如果两行代码没有依赖性）。可能会重排序，但是处理器会保证运算结果和初始顺序结果一样
在单线程情况下是没问题的。但是在多线程情况下就有问题了。

java内存模型解决三问题

原子性问题：对基本数据的读取和赋值是原子操作，更多的可用synchronized和lock
可见性问题：volatile关键字。被volatile关键字修饰的变量更新后将会马上更新到主存。其他
线程会去读新值。synchronized和lock也能保证
有序性问题：volatile能保证一点有序性。synchronized和lock保证有序性
            happen-before原则。不能遵从happen-before，虚拟机就可以对他们随意排序
            
 happen-before原则
 1.程序顺序原则。前一个操作结果对后一个操作是可见的。
 2.锁定规则：同一个锁的解锁 happen-before 同一个锁的加锁操作
 3.volatile规则：一个变量的写发生在写之前
 4.传递规则：a发生在b前，b发生在c前，则a发生在c前
 5.线程启动规则：Thread对象的start()方法先行发生于此线程的每个一个动作
 6.线程中断规则：对线程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：线程中所有的操作都先行发生于线程的终止检测，我们可以通过Thread.join()方法结束、Thread.isAlive()的返回值手段检测到线程已经终止执行
 8.对象终结规则：一个对象的初始化完成先行发生于他的finalize()方法的开始

volatile的两层语义

1）保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性，即一个线程修改了某个变量的值，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。

volatile不能保证原子性

volatile 会保证线程读到最新的值。但是是在没有发生堵塞的情况下
如果一个自增操作，在查询到值后，被堵塞。就变成了查询操作，也就不会无效其他cpu的缓存
其他线程就只能读到脏数据

volatile保证一定的有序性

volatile变量保证他前面的操作都已经进行，后面肯定没有进行

volatile的原理

加入volatile的代码会生成一个lock前缀
lock前缀指令实际上相当于一个内存屏障（也成内存栅栏），内存屏障会提供3个功能：

　　1）它确保指令重排序时不会把其后面的指令排到内存屏障之前的位置，也不会把前面的指令排到内存屏障的后面；即在执行到内存屏障这句指令时，在它前面的操作已经全部完成；

　　2）它会强制将对缓存的修改操作立即写入主存；

　　3）如果是写操作，它会导致其他CPU中对应的缓存行无效。