一、根本原因

「CPU、内存、磁盘之间的速度差异」

  • 为了能同时执行多个任务，CPU 发展出时间片轮转、多核等
  • CPU 要从内存中读数据太慢了，所以给自己设置了缓存
  • CPU 读磁盘更慢了，所以可以让该线程阻塞

二、直接原因

缓存导致的可见性问题

CPU 把要处理的数据加载到自己的缓存中，处理完了放回自己的缓存。

另一个 CPU 同样的处理，就导致可能看不到上一个 CPU 处理的结果。

线程切换带来的原子性问题

程序中的一行代码往往不是一条 CPU 指令。

线程切换的时候，可能会在一个代码执行的中间地方切换。

编译优化带来的有序性问题

优化会为了更高效的利用 CPU 缓存，将代码指令重排。

这个重排的过程会导致看似没问题的代码，多线程出现逻辑问题。

三、为啥要遇到这些问题

  • 为了提高程序的性能
  • 引入了新方法，就要处理这个方法对应的问题
  • 可以说是硬件工程师和操作系统工程师为了提高执行效率，给软件工程师带来的麻烦

接下来的几篇文章会介绍如何解决上面提到的「可见性、原子性、有序性」的问题。

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