并发问题的源头

在java基础-String、StringBuiler和StringBuffer中提到了线程安全的问题，那今天就来聊聊并发问题的源头。

线程切换带来的原子性问题

一个操作或者多个操作 要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行。

一个很经典的例子就是银行账户转账问题：

比如从账户 A 向账户 B 转 1000 元，那么必然包括 2 个操作：从账户 A 减去 1000 元，往账户 B 加上 1000 元。这 2 个操作必须要具备原子性才能保证不出现一些意外的问题。

我们操作数据也是如此，比如 i = i+1；其中就包括，读取 i 的值，计算 i，写入 i。这行代码在 Java 中是不具备原子性的。

原子性

CPU 缓存导致的可见性问题

当多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看得到修改的值。

若两个线程在不同的 cpu，线程 A 和线程 B 同时执行，会从主内存中加载共享变量 V 缓存到本地内存中。线程 A 修改了共享变量 V 还没有写到主存中，线程 B 也修改了变量 V，两线程之间互不可见。那么当它们向主存中刷新变量 V 的值时，一定有一个线程会覆盖另外一个线程的结果。这就是可见性问题。

可见性

编译优化带来的有序性问题

程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。

一般来说处理器为了提高程序运行效率，可能会对输入代码进行优化，它不保证程序中各个语句的执行先后顺序同代码中的顺序一致，但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。如下：

int a = 10;    //语句1int r = 2;    //语句2a = a + 3;    //语句3r = a*a;     //语句4 

则因为重排序，他还可能执行顺序为 2-1-3-4，1-3-2-4，但绝不可能 2-1-4-3，因为这打破了依赖关系。显然重排序对单线程运行是不会有任何问题，而多线程就不一定了，所以我们在多线程编程时就得考虑这个问题了。例：

    int a = 0;    boolean flag = false;
    public void write() {        a = 1;  //1        flag = true; //2    }
    public void read() {        if (flag) { // 3            int b = a * a; //4        }    }

上面的代码中，线程 A 执行 write()，线程 B 执行 read(),如果发生指令重排先执行了 flag=true,此时线程切换到 B 去执行，执行结果就是错的了。

双重校验锁机制的线程安全

总结

原子性、可见性和有序性都会导致并发问题，所有并发问题的处理也都是围绕这三个特性的。

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