一、并發編程bug的源頭（可見性、原子性、有序性）

CPU、內存、I/O設備的訪問速度差異大，為提高計算機性能的利用，計算機做了以下三點：

1．CPU增加了緩存，平衡與內存差異。

2．操作系統增加了進程、線程、分時復用CPU，進而均衡CPU與I/O設備的速度差異。

3．編譯程序優化指令執行順序，使得緩存能夠更加合理的利用同樣的，這也為并發程序帶來了三個問題：可見性、原子性、有序性。

可見性：一個線程對共享變量的修改，對另一個線程可見

現在的計算機處于多核時代，每顆CPU都有自己的緩存，這樣與內存就帶有數據不一致的問題，當線程A在CPU1將變量帶入緩存進行+1，同時，線程B在CPU2也將變量讀入緩存進行+1，我們的預期是變量+2，但最終的結果是變量+1。這就是沒有考慮可見性帶來的bug。

原子性：一個或者多個操作在CPU內不被中斷的特性。

操作系統有了多線程，同時支持分時復用，一個進程在CPU執行一個時間片，時間片到點，記錄數據，切換線程。這就帶來了原子性的問題。線程A讀取變量到緩存中，但這時CPU切換內存，線程A被阻塞，線程B讀取變量，并修改了變量的值，然后喚醒了線程A，線程A并不知道變量已經被修改，仍舊繼續執行修改變量操作，出現bug。

有序性：程序代碼按照代碼的先后順序執行

編譯器為了增加性能，有時優化代碼的同時會改變代碼的執行順序，在單一線程這或許沒有什么問題，但在并發的條件下這就有可能帶來問題。比如線程A創建一個對象，對象的new操作在我們的理解是：1分配一個內存M，2在M中初始化對象，3將M的地址賦予變量，但編譯器優化后順序會變成：1分配一個內存M，2將M的地址賦予變量，3在M中初始化對象。倘若線程A運行完第二步，切換到線程B，線程B看到對象已經被創建（實際上只是分配地址），對對象進行運算，出現BUG。（這里有可能對有序性和原子性產生疑惑，若編譯器沒有優化，線程A執行完第二步，變量還是沒有分配地址，那即使切換到線程B也不會對變量進行操作）

二、Java內存模型（解決可見性、有序性）

可見性是緩存帶來的問題，有序性是編譯優化帶來的問題，解決它們的方法是禁用它們，但這會讓性能下降，失去了并發的意義。這就需要內存模型

Java內存模型是一些很復雜的規范。簡單說，規范了JVM如何按需禁用緩存和編譯優化的方法。這些方法有violatile，synchronized和final，以及六項Happens-Before規范。

synchronized可以修飾代碼塊，方法。（理論篇）

final修飾的變量為常量，可以讓編譯器盡情優化，在1.5之后只要我們提供正確的構造函數不造成“逸出”，final常量就不會出什么問題。

（逸出：構造函數初始化還沒完成就將對象賦予別人）

被violate修飾的變量值，是禁用緩存的，即變量的修改只能從內存層面上進行。但同樣會帶來一個問題，我不能什么變量都使用violate修飾，這樣就會失去緩存的意義。

同時violate修飾的變量也會帶來一個問題那就是可見性問題。（不是指被修飾的變量有可見性問題）。