JVM系列（四）— 原子性、可见性与有序性

上一篇讲了Java内存模型的相关知识，模型设计正是围绕着并发过程中如何处理原子性，可见性和有序性这3个特征来建立的

一、原子性（Atomicity）

　　原子性的概念无需多说，熟悉事物的4个特性的应该比较熟悉这个概念

　　由Java内存模型来直接保证的原子性变量操作包括read，load，assign，use，store，write。我们大致可以认为基本数

据类型的访问读写是具备原子性的（double和long有非原子性协定，不过读者只要知道就可以了，无须在意这两种几乎不会

发生的例外）

　　如果应用场景需要提供更大范围的原子性保证，Java内存模型还提供了lock和unlock操作来满足这种需求，虚拟机未把

这两种操作直接开放给用户使用，但是提供了更高层次的字节码指令：monitorenter和monitorexit来隐式的使用这两个操作，

这两个字节码反映到Java代码中就是同步块——synchronized关键字，因此，在synchronized块之间的操作具备原子性

二、可见性（Visibility）

　　可见性是指当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能够立即得知这个修改。

　　上一篇详细讲了volatile变量的一些特性，与普通变量的区别是，volatile的特殊规则保证了新值能立即同步到主内存，以

及每次使用前立即从主内存刷新。因此volatile变量保证了多线程操作时变量的可见性。

　　除了volatile，Java还有两个关键字也实现了可见性：synchronized和final。

　　synchronized同步块的可见性，是由"对一个变量执行unlock操作之前，必须先把此变量同步回主内存中（执行store和

write）"这条规则获得的，而final关键字的可见性是指：被final修饰的字段在构造器中一旦初始化完成，其他字段就能看见

final字段的值，也就是final域能确保初始化过程的安全性。

三、有序性（Ordering）

　　一句话：如果在本线程内观察，所有的操作都是有序的；如果在一个线程中观察另一个线程，所有的操作都是无序的。

前半句是指"线程内表现为串行的语义"；后半句是指"指令重排序"现象和"工作内存与主内存同步延迟"现象。

　　Java提供了两个关键字来保证有序性：volatile和synchronized，volatile本身包含禁止指令重排序的语义，synchronized

则是由"一个变量在同一个时刻只允许一条线程对其进行lock操作"的规则来获得。

结语：

　　以上介绍了并发中3种重要的特性，有没有发现，synchronized关键字满足了全部3种特性，看起来是万能的，的确，大部分

并发控制操作都能用synchronized来实现，，但是这也造就了他对性能的影响，在下篇我会介绍下以虚拟机角度看，有关

锁优化的知识，也可能，关于并发的介绍全部挪到《Java并发编程实践》这一分类中