线程---并发编程中的三个概念：原子性、有序性、可见性

原子性、有序性、可见性

  在并发编程中，我们通常会遇到以下三个问题：原子性问题，可见性问题，有序性问题。我们先看具体看一下这三个概念：

1. 原子性

原子性：即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。

　　试想如果这个操作不具备原子性，会造成什么样的后果。假如从账户A减去1000元之后，操作突然中止。然后又从账户B取出了500元，取出500元之后，再执行往账户B添加1000元的操作。

　　不具备原子性的结果就是，导致账户A虽然减去了1000元，但是账户B没有收到这个转过来的1000元。所以这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。

2. 可见性

可见性：指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。

举一个简单的例子：

线程1
boolean flag = false;
flag = true;

线程2 
boolean signal;
signal = flag;
           

假设线程先开始执行，获取flag的值为false存入线程1 的缓存中，存入主存，之后又将flag赋为true，再将true更改到线程1 的缓存中，并没有立即存入主存中；

线程2开始执行signal = flag，会先去主存中读取flag的值，并加载到线程2 的缓存中，此时signal读到的flag的值为false而不是true。这就是可见性，线程1对变量做了修改，线程2 没有立即看到修改后的值。

3.有序性

有序性：即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。（串行）

举例：

int i = 0;              
boolean flag = false;
i = 1;                //语句1  
flag = true;          //语句2
           

上面代码定义了一个int型变量，定义了一个boolean类型变量，然后分别对两个变量进行赋值操作。从代码顺序上看，语句1是在语句2前面的，那么JVM在真正执行这段代码的时候会保证语句1一定会在语句2前面执行吗？不一定，为什么呢？

　这里可能会发生指令重排序（Instruction Reorder）。

什么是指令重排序？？

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。

比如上面的代码中，语句1和语句2谁先执行对最终的程序结果并没有影响，那么就有可能在执行过程中，语句2先执行而语句1后执行。

但是要注意，虽然处理器会对指令进行重排序，但是它会保证程序最终结果会和代码顺序执行结果相同，那么它靠什么保证的呢？再看下面一个例子：

int a = 10;    //语句1
int b = 5;    //语句2
a = a + 10;    //语句3
b = a * a;     //语句4
           

这段代码的执行顺序是：语句1====》语句2====》语句3 ====》 语句4

但是有没有可能执行顺序是这样的：2-----1-------4-------3

答案是不会的，处理器在进行重排序时是会考虑指令之间的数据依赖性，如果一个指令2必须用到1的结果，那么处理器会保证1会在2之前执行的。

指令重排序不会影响单个线程的执行，但是会影响到线程并发执行的正确性。