JMM怎麽解決原子性、可見性、有序性的問題？

在java中提供了一系列和並發處理相關的關鍵字，比如volatile、synchronized、final、juc等，這些就是java內存模型封裝了底層的實現後提供給開發人員使用的關鍵字，在開發多線程代碼的時候，我們可以直接使用synchronized等關鍵詞來控制並發，使得我們不關心底

層的編譯器優化、緩存一致性的問題了，所以在java內存模型中，除了定義了一套規範，還提供了開放的指令在底層進行封裝後，提供給開發人員使用。

原子性：

在java中提供了兩個高級的字節碼指令monitorenter和monitorexit，在java中對應的synchronized來保證代碼塊內的操作是原子性的。

可見性：

在java中的volatile關鍵字提供了一個功能，那就是被其修飾的變量在被修改後可以立即同步到主內存，被其修飾的變量在每次使用之前都從主內存刷新。因此，可以使用volatile來保證多線程操作時變量的可見性。

除了volatile，java中synchronized和final兩個關鍵字也可以實現可見性。

有序性：

在java中，可以使用synchronized和volatile來保證多線程之間操作的有序性。實現方式有所區別：

volatile關鍵字會禁止指令重排。synchronized關鍵字保證同一時刻只允許一條線程操作。

volatile如何保證可見性

Volatile 修飾共享變量，在進行寫操作時會多出一個lock前綴的匯編指令，會觸發總線鎖和緩存鎖，通過緩存一致性來解決可見性問題；

對於聲明了volatile變量進行寫操作，jvm會向處理器發送一條lock前綴的指令，把這個變量所在的緩存行數據寫到系統內存裏，在根據 Mesi緩存一致性協議，來保證多cpu下各個高速緩存的數據一致性。

volatile如何防止指令重排序

指令重排目的是為了提高cpu的利用率以及性能，cpu的亂序執行優化在單核的時代並不影響正確性，但是在多核時代的多線程能夠在不同的 核心上真正實現並行，一旦線程之間共享數據，可能會出現一些不可預料的問題；

我們可以優化屏障和內存屏障來解決這個問題，一個是編譯器的優化亂序和CPU的執行亂序；

從CPU層面來看，什麽是內存屏障？

CPU的亂序執行，本質還是由於多CPU的機器上，每個CPU都有一個cache，當一個特定數據第一次被特定的cpu獲取時，由於CPU緩存中不存在，就會到內存中去獲取，被加載到高速緩存中後就能夠從緩存中快速訪問；當某個CPU在進行寫操作後，要確保其他CPU已經將這個數據從緩存中移除，這樣才能讓其他CPU安全的修改數據。顯然，存在多個cache時，我們必須通過cache一致性協議來避免數據不一致性的問題，而這個通訊的過程會導致亂序訪問的問題，也是運行時的內存亂序的問題。

現在的cpu架構中已經提供了內存屏障的功能，在x86的cpu中，實現了相應的內存屏障。

寫屏障（store barrier）、讀屏障（load barrier） 和全屏障（full barrier）主要作用是：

1、防止指令重排序；

2、保證數據的可見性；

註意：

對於復合的操作，例如i++這種，volatile不能保證原子性。

多線程的實現原理