并发编程中的原子性问题，可见性问题，有序性问题。

原子性问题：

在一个线程中，对一个32的二进制数进行赋值操做，当低16位的数据写入后，发生了中断，而此时又有一个线程去读取这个写入的数据，一定获得的是一个错误的数据。
在java中这种状况是不存在的，由于对基本数据类型的写入和赋值保证了原子性(i=10)。但仅限制于对基本数据类型，而变量的赋值就不能保证，自增就是个很好的例子，

i++:

自增：先读取数据，再加1，再写入.

也就是说只有简单的读取，赋值才是原子性。并且赋值必须是将数字赋给某个变量，变量之间的相互赋值不是原子性的，若是要实现更大范围操做的原子性，能够经过能够经过synchronized和Lock来实现。

因为synchronized和Lock可以保证任一时刻只有一个线程执行该代码块，那么天然就不存在原子性问题了，从而保证了原子性。

 

可见性问题：

你们都知道，计算机在执行程序时，每条指令都是在CPU中执行的，而执行指令过程当中，势必涉及到数据的读取和写入。因为程序运行过程当中的临时数据是存放在主存（物理内存）当中的，这时就存在一个问题，因为CPU执行速度很快，而从内存读取数据和向内存写入数据的过程跟CPU执行指令的速度比起来要慢的多，所以若是任什么时候候对数据的操做都要经过和内存的交互来进行，会大大下降指令执行的速度。所以在CPU里面就有了高速缓存。
当程序运行过程当中，会将须要的数据从主内存复制一份给cpu的高速缓存，cpu进行计算时就能够直接从高速缓存读取和写入数据，运算结束，把结果刷新到主存中。
线程一：int i=0; i=10;   线程二：j = i;
倘若执行线程1的是CPU1，执行线程2的是CPU2。由上面的分析可知，当线程1执行 i =10这句时，会先把i的初始值加载到CPU1的高速缓存中，而后赋值为10，那么在CPU1的高速缓存当中i的值变为10了，却没有当即写入到主存当中。                      
此时线程2执行 j = i，它会先去主存读取i的值并加载到CPU2的缓存当中，注意此时内存当中i的值仍是0，那么就会使得j的值为0，而不是10.
在java中，volatile关键字能够保证可见性。
　　当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值会当即被更新到主存，当有其余线程须要读取时，它会去内存中读取新值。
另外，经过synchronized和Lock也可以保证可见性，synchronized和Lock能保证同一时刻只有一个线程获取锁而后执行同步代码，而且在释放锁以前会将对变量的修改刷新到主存当中。所以能够保证可见性。

 

有序性问题：

int a = 10;    //语句1 int r = 2;    //语句2 a = a + 3;    //语句3 r = a*a;     //语句4 这四条语句不必定按照顺序执行。 通常来讲，处理器为了提升程序运行效率，可能会对输入代码进行优化，进行指令重排序。它不保证程序中各个语句的执行前后顺序同代码中的顺序一致，可是它会保证程序最终执行结果和代码顺序执行的结果是一致的。 处理器在进行重排序时是会考虑指令之间的数据依赖性，若是一个指令Instruction 2必须用到Instruction 1的结果，那么处理器会保证Instruction 1会在Instruction 2以前执行。 虽然重排序不会影响单个线程内程序执行的结果，可是多线程呢？ 指令重排序不会影响单个线程的执行，可是会影响到线程并发执行的正确性。 1.volatile关键字的两层语义 　　一旦一个共享变量（类的成员变量、类的静态成员变量）被volatile修饰以后，那么就具有了两层语义： 　　1）保证了不一样线程对这个变量进行操做时的可见性，即一个线程修改了某个变量的值，这新值对其余线程来讲是当即可见的。 　　2）禁止进行指令重排序。 　　可是用volatile修饰以后就变得不同了： 　　第一：使用volatile关键字会强制将修改的值当即写入主存； 　　第二：使用volatile关键字的话，当线程2进行修改时，会致使线程1的工做内存中缓存变量缓存行无效（反映到硬件层的话，就是CPU的L1或者L2缓存中对应的缓存行无效）； 　　第三：因为线程1的工做内存中缓存变量缓存行无效，因此线程1再次读取变量的值时会去主存读取。 　　那么在线程2修改值时（固然这里包括2个操做，修改线程2工做内存中的值，而后将修改后的值写入内存），会使得线程1的工做内存中缓存变量的缓存行无效，而后线程1读取时，发现本身的缓存行无效，它会等待缓存行对应的主存地址被更新以后，而后去对应的主存读取最新的值。 那么线程1读取到的就是最新的正确的值。 volatile没办法保证对变量的操做的原子性。 　　在前面提到volatile关键字能禁止指令重排序，因此volatile能在必定程度上保证有序性。 　　volatile关键字禁止指令重排序有两层意思： 　　1）当程序执行到volatile变量的读操做或者写操做时，在其前面的操做的更改确定所有已经进行，且结果已经对后面的操做可见；在其后面的操做确定尚未进行； 　　2）在进行指令优化时，不能将在对volatile变量访问的语句放在其后面执行，也不能把volatile变量后面的语句放到其前面执行。 //x、y为非volatile变量 //flag为volatile变量 x = 2;        //语句1 y = 0;        //语句2 flag = true;  //语句3 x = 4;         //语句4 y = -1;       //语句5 因为flag变量为volatile变量，那么在进行指令重排序的过程的时候，不会将语句3放到语句一、语句2前面，也不会讲语句3放到语句四、语句5后面。可是要注意语句1和语句2的顺序、语句4和语句5的顺序是不做任何保证的。 而且volatile关键字能保证，执行到语句3时，语句1和语句2一定是执行完毕了的，且语句1和语句2的执行结果对语句三、语句四、语句5是可见的。