多執行緒併發開發中，要知道什麼是多執行緒的原子性，可見性和有序性，以避免相關的問題產生。

2.1 原子性
原子性：即一個操作或者多個操作 要麼全部執行並且執行的過程不會被任何因素打斷，要麼就都不執行

一個很經典的例子就是銀行賬戶轉賬問題：

比如從賬戶A向賬戶B轉1000元，那麼必然包括2個操作：從賬戶A減去1000元，往賬戶B加上1000元。

試想一下，如果這2個操作不具備原子性，會造成什麼樣的後果。假如從賬戶A減去1000元之後，操作突然中止。這樣就會導致賬戶A雖然減去了1000元，但是賬戶B沒有收到這個轉過來的1000元。

所以這2個操作必須要具備原子性才能保證不出現一些意外的問題。

2.2 可見性
可見性：當多個執行緒訪問同一個變數時，一個執行緒修改了這個變數的值，其他執行緒能夠立即看得到修改的值

舉個簡單的例子，看下面這段程式碼：

//執行緒1執行的程式碼
int i = 0;
i = 10;
​
//執行緒2執行的程式碼
j = i;
當執行緒1執行int i = 0這句時，i的初始值0載入到記憶體中，然後再執行i = 10，那麼在記憶體中i的值變為10了。

如果當執行緒1執行到int i = 0這句時，此時執行緒2執行 j = i，它讀取i的值並載入到記憶體中，注意此時記憶體當中i的值是0，那麼就會使得j的值也為0，而不是10。

這就是可見性問題，執行緒1對變數i修改了之後，執行緒2沒有立即看到執行緒1修改的值。

2.3 有序性
有序性：程式執行的順序按照程式碼的先後順序執行

int count = 0;
boolean flag = false;
count = 1; //語句1
flag = true; //語句2
以上程式碼定義了一個int型變數，定義了一個boolean型別變數，然後分別對兩個變數進行賦值操作。從程式碼順序上看，語句1是在語句2前面的，那麼JVM在真正執行這段程式碼的時候會保證語句1一定會在語句2前面執行嗎？不一定，為什麼呢？這裡可能會發生指令重排序（Instruction Reorder）。

什麼是重排序？一般來說，處理器為了提高程式執行效率，可能會對輸入程式碼進行優化，它不保證程式中各個語句的執行先後順序同程式碼中的順序一致。

as-if-serial:無論如何重排序，程式最終執行結果和程式碼順序執行的結果是一致的。Java編譯器、執行時和處理器都會保證Java在單執行緒下遵循as-if-serial語意）

上面的程式碼中，語句1和語句2誰先執行對最終的程式結果並沒有影響，那麼就有可能在執行過程中，語句2先執行而語句1後執行。但是要注意，雖然處理器會對指令進行重排序，但是它會保證程式最終結果會和程式碼順序執行結果相同，那麼它靠什麼保證的呢？

再看下面一個例子：

int a = 10; //語句1
int b = 2; //語句2
a = a + 3; //語句3
b = a*a; //語句4
這段程式碼有4個語句，那麼可能的一個執行順序是： 語句2 語句1 語句3 語句4

不可能是這個執行順序： 語句2 語句1 語句4 語句3

因為處理器在進行重排序時是會考慮指令之間的資料依賴性，如果一個指令Instruction 2必須用到Instruction 1的結果，那麼處理器會保證Instruction 1會在Instruction 2之前執行。雖然重排序不會影響單個執行緒內程式執行的結果，但是多執行緒會有影響

下面看一個例子：

//執行緒1:
init = false
context = loadContext(); //語句1
init = true; //語句2
​
//執行緒2:
while(!init){//如果初始化未完成，等待
sleep();
}
execute(context);//初始化完成，執行邏輯
上面程式碼中，由於語句1和語句2沒有資料依賴性，因此可能會被重排序。假如發生了重排序，線上程1執行過程中先執行語句2，而此是執行緒2會以為初始化工作已經完成，那麼就會跳出while迴圈，去執行execute(context)方法，而此時context並沒有被初始化，就會導致程式出錯。

從上面可以看出，重排序不會影響單個執行緒的執行，但是會影響到執行緒併發執行的正確性。

要想併發程式正確地執行，必須要保證原子性、可見性以及有序性。只要有一個沒有被保證，就有可能會導致程式執行不正確。