从缓存入门到并发编程三要素详解 Java中 volatile 、final 等关键字解析案例( 二 ) _生活百科

原子性指的是一个或多个操作要么全部执行成功要么全部执行失败，期间不能被中断，也不存在上下文切换，线程切换会带来原子性的问题。

变量赋值问题：
- b 变量赋值的底层字节码指令被分为两步：第一步先定义 int b；第二步再赋值为 10 。
- 两条指令之间不具有原子性，且在多线程下会发生线程安全性问题
  int b = 10;

可见性指的是当前线程对共享变量的修改对其他线程来说是可见的。以下案例中假设不会出现多线程原子性问题（比如多个线程写入覆盖问题等），即保证一次变量操作底层执行指令为原子性的。
例如上述变量在读写场景下，不能保证其可见性，导致写线程完成修改指令时但为同步到主存中，读线程并不能获得最新值。这就是对于B线程来说没有满足可见性。

案例解析：final关键字
- final 变量可以保证其他线程获取的该变量的值是唯一的。变量指成员变量或者静态变量
- b 变量赋值的底层字节码指令被分为两步：第一步先定义 int b；第二步再赋值为 10
  final a = 10;int b = 10;
- final修饰的变量在其指令后自动加入了写屏障，可以保证其变量的可见性
- a 可以保证其他线程获取的值唯一；b 不能保证其他线程获取到的值一定是 10 ，有可能为 0 。
- 读取 final 变量解析：
  - 不加 final 读取变量时去堆内存寻找，final 变量是在栈空间，读取速度快
  - 读取 final 变量时，直接将其在栈中的值复制一份，不用去 getstatic ，性能得到提升
  - 注意：不是所有被 final 修饰的变量都在栈中。当数值超过变量类型的 MAX_VALUE 时，将其值存入常量池中
  - 读取变量的速度：栈 > 常量池> 堆内存
final 可以加强线程安全，而且符合面向对象编程开闭原则中的close，例如子类不可继承、方法不可重写、初始化后不可改变、非法访问（如修饰参数时，该参数为只读模式）等

有序性指的是程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。
在Java中有序性问题会时常出现，由于我们的JVM在底层会对代码指令的执行顺序进行优化（提升执行速度且保证结果），这只能保证单线程下安全，不能保证多线程环境线程安全，会导致指令重排发生有序性问题。
案例：排名世界第一的代码被玩坏了的单例模式
DCL（double checked）：加入 volatile 保证线程安全，其实就是保证有序性。
上代码：其中包括了三个问题并且有详细注释解释。（鸣谢itheima满一航老师）

为什么加入 volatile 关键字？
对比实现3（给静态代码块加synchronized）说出这样做的意义？
为什么要在这里加空判断，之前不是判断过了吗？

final class SingletonLazyVolatile {private SingletonLazyVolatile() { }// 问题1：为什么加入 volatile 关键字？// 答：防止指令重排序 造成返回对象不完整 。如 TODOprivate static volatile SingletonLazyVolatile INSTANCE = null;// 问题2：对比实现3（给静态代码块加synchronized） 说出这样做的意义？// 答：没有锁进行判断、效率较高public static SingletonLazyVolatile getInstance() {if (INSTANCE != null) {return INSTANCE;}// 问题3：为什么要在这里加空判断，之前不是判断过了吗？// 答：假入t1 先进入判断空成立，先拿到锁 ，  然后到实例化对象这一步（未执行）//同时 线程 t2 获取锁进入阻塞状态，若 t1 完成创建对象后 ， t2 没有在同步块这进行判空，t2 会再新创建一个对象，//导致 t1 的对象被覆盖 造成线程不安全 。synchronized (SingletonLazyVolatile.class) {// t1if (INSTANCE != null) {return INSTANCE;}INSTANCE = new SingletonLazyVolatile();// t1这行代码会发生指令重排序，需要加入 volatile// 如：先赋值指令INSTANCE = new SingletonLazyVolatile ， 导致实例不为空，下一个线程会判空失败直接返回该对象// 但是构造方法()指令还没执行，返回的就是一个不完整的对象 。return INSTANCE;}}}

通过对并发编程的三要素介绍，也就是说，要想并发程序正确地执行，必须要保证原子性、可见性以及有序性。只要有一个没有被保证，就有可能会导致程序运行不正确。
补充volatile知识：