前言一、原子性(Atomicity)
1.原子性的定义2.实现原子性的保障技术 二、可见性(Visibility)
1.可见性的定义2.实现可见性的保障技术 三、有序性(orderly)
1.有序性的定义2.实现有序性的保障技术 四、happens-before原则
前言在Java并发编程中通常会遇到三个问题： 原子性问题、可见性问题、有序性问题。所以以下将会通过实例来解析这Java并发中的三大特性。
一、原子性(Atomicity) 1.原子性的定义即一个操作或者多个操作，要么全部执行，并且执行过程中不会被任何因素打算，一旦打断就都不执行。
一个很经典的例子就是银行账户转账问题：比如从账户A向账户B转1000元，那么必然包括两个操作：从账户A减去1000元，往账户B加上1000元。试想一下，如果这两个操作不具备原子性，会造成什么样的后果。假如从账户A减去1000元之后，操作突然中止。然后又从B取出了500元，取出500元之后，再执行 往账户B加上1000元 的操作。这样就会导致账户A虽然减去了1000元，但是账户B没有收到这个转过来的1000元。
其实在Java中，Java会自带原子性，就比如对基本数据类型变量的读取和赋值操作是原子性操作。如下几个实例：
i = true; //(1) i = 0; //(2) i = j; //(3) i = j + 1; //(4) i++; //(5)
上述的五个基本数据类型的操作，只有（1）和（2）是原子性：
i = true：是一个操作，将true赋值给i；i = 0：是一个操作，将0赋值给i；i = j：是两个操作，1：读取j的值；2：将j的值赋值给i；i = j + 1：是三个操作，1：读取j的值；2：计算j+1；3：将j+1的计算结果值赋值给i；i++：是三个操作，i++ 等于 i = i + 1，1：读取i的值；2：计算i + 1。3：将i+1的计算结果值赋值给i
在单线程环境下我们可以认为整个步骤都是原子性操作，但是在多线程环境下则不同，Java只保证了基本数据类型的变量和赋值操作才是原子性的（注：在32位的JDK环境下，对64位数据的读取不是原子性操作，如long、double）。
2.实现原子性的保障技术在Java中提供了多种原子性保障措施，这里主要涉及三种：
通过synchronized关键字定义同步代码块或者同步方法保障原子性。通过Lock接口保障原子性。通过Atomic类型保障原子性。 二、可见性(Visibility) 1.可见性的定义
当多个线程访问同一个变量的时，一个线程修改这个变量的值时，其他线程能够立即看到这会个修改的值。
如以下实例，这是线程1执行的代码 CPU1
int i = 0; i = 10;
线程2执行的代码 CPU2
j = i;
会把初始值加载到CPU1的高速缓存中，然后赋值为0，那么CPU1的高速运转当中的i就变成了10，却没有立即写入到主存中。这个时候j = i 它会先去主存中读取并且加载到CPU2中，这个时候值还是0。
2.实现可见性的保障技术在Java中提供了多种可见性保障措施，这里主要涉及四种：
通过volatile关键字标记内存屏障保证可见性。通过synchronized关键字定义同步代码块或者同步方法保障可见性。通过Lock接口保障可见性。通过Atomic类型保障可见性。 三、有序性(orderly) 1.有序性的定义
指程序代码会按照先后顺序执行
如以下实例：
int i= 0； boolean flag = false; i = 10; //语句1 flag = true //语句2
如果JVM在执行代码的时候语句2在语句1之前执行，可能会发生指令重排序。
指令重排序： 处理器为了提高运行效率，可能会对输入的代码进行优化，它不保证程序中各个语句的执行的先后顺序同代码中的顺序一致，但是它会保证程序最终执行结果和代码的顺序结果一致。
int a = 10; //语句1 int r = 2; //语句2 a = a+3; //语句3 r = a*a; //语句4
这段代码的4个语句，那么可能的一个执行顺序是：
语句2 -> 语句1 -> 语句3 -> 语句4
但是不可能是：
语句3 -> 语句1 -> 语句2 -> 语句4
处理器在进行重排序的时候会考虑指令之间的依赖性。
线程1：
context = loadCntext()//语句1 inited = true; //语句2
线程2：
while(inited){
sleep();
}
dosomthingwithContext(context);
上面代码中，由于语句1和语句2没有数据依赖性，因此可能会被重排序。假如发生了重排序，在线程1执行过程中先执行语句2，而此是线程2会以为初始化工作已经完成，那么就会跳出while循环，去执行doSomethingwithconfig(context)方法，而此时context并没有被初始化，就会导致程序出错。
所以说，可以看出指令的重排序不会影响到单个线程的执行，但是会影响到并发执行的正确性。也就是说，要想并发程序正确地执行，并发业务需要支持这三个特点：
原子性： AtomicInteger AtomicBoolean可见性： java提供的volatile关键字来保证可见性有序性： 可以通过volatile关键字来保证一定的有序性 synchronized和Lock 可以保证有序性
注意： java的内存模型具备一些先天的“有序性“ 不需要通过任何手段就能够保证有序，通常被称为happens-before原则。
2.实现有序性的保障技术在Java中提供了多种有序性保障措施，这里主要涉及两种：
通过synchronized关键字定义同步代码块或者同步方法保障可见性。通过Lock接口保障可见性。 四、happens-before原则
happens-before原则：先行发生规则
程序的次序规则： 一个线程内，按照代码顺序，书写在前面的操作先执行发生于书写在后面的操作；
锁定规则： 一个unLock操作，先行发生于后面对同一个锁的lock操作；
volatile变量规则： 对一个变量的写操作先行发生于后面对这个变量的读操作；
传递规则： 如果操作A先行发生于操作B，而操作B又先行发生于操作C，则可以得出操作A先行发生于操作C；
线程启动规则： Thread对象的start方法先行发生于此线程的每一个动作；
线程中断规则： 对线程interrupt()调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断线程的发生；
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中join方法结束，Thread中isAlive()的返回值手段检测到线程已经终止执行；
的每一个动作；
线程中断规则： 对线程interrupt()调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断线程的发生；
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中join方法结束，Thread中isAlive()的返回值手段检测到线程已经终止执行；
对象终结规则： 一个对象的初始化完成先行于发生它的finalize()方法的开始。
参考文献：
Java多线程编程基础三（原子性，可见性和有序性）
Java语言对原子性、可见性、有序性的保证
