2019-05-15 并发编程领域理论知识 - 中篇

前言：
在写java 内存模型如何解决多线程编程下的可见性和有序性的时候，以免自己或者有看的读者进入一个学习一个知识点就是一个知识点来学习的狭窄定式，一定要跳出来看全景的方式看看当前学的这个知识点在这块领域模型中属于哪个部分，专门解决什么样的问题，所以抛出一个问题，java 内存模型多线程下的可见性和有序性的解决其实是并发编程领域中的哪个模块，对应下面的图中

优雅编写并发编程领域模块思考全景图

答案其实还是比较明显的，那就是协作与互斥模块，原因可以这么理解，java 允许多线程编程，那么就可以构造一个并发的环境，但是并发的环境会导致最终数据不正确的可能性，就是因为多线程下拿到的数据会有问题，（本质还是由于java线程交由os 托管，直接就和硬件资源挂钩，而硬件开发者为了提升计算效率，给软件开发者挖了些坑，如增加高速缓存芯片，对应于java 的工作内存，同时os 也有优化，也不甘示弱的挖坑），java 为了尽可能的给使用它的软件工程师填坑容易些自己也采取一些措施填坑，比如就是多线程的内存模型自己的工作内存与硬件资源中的缓存可以对等的情况下，就出现可见性的问题，java提供的解决这个问题的方式就是volatile 和 happen-before 原则，java 编译器的优化，可能导致指令的重排会有有序性的问题，同时用锁+happen-before或者volatile 可以让乱序变成有序。

总的来说java 的内存模型解决的是线程之间共享数据，解决数据一致性的问题，那么互斥模块中，原理是要保护临界区资源（共享的数据）能够让数据始终一致的问题。协作模块中，原理是要让线程之间数据共享。

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然后就是正题，如何让 coder 写并发程序的时候能够使用可见性和有序性的特性，同时在这里说一下为什么没有讨论内存模型带来的原子性问题，因为内存模型本来是有原子性的操作，那就是二进制中的各种字节码指令，大体分成八种 read/write load/store use/assgin lock/unlock 的指令，但是指令不面向编程的，我们没有办法直接使用指令编码，所以原子性的解决在内存模型中无法提供，但是可见性和有序性可以由内存模型的特征通过编码的方式解决的，coder 可以通过自己业务上的需求按需进行可见性或者有序性的编码，也即是按需禁用缓存或者按需禁用编译优化

那么有哪些编码机制可以让coder 用呢？
可见性的问题： 可以通过volatile 的语义， final or sychronized 关键字保证可见性，volatile 可以让工作内存中的变量刷新到主内存中去，也有人说a