Java併發程式設計：volatile關鍵字解析（二.併發程式設計中的三個概念）
在併發程式設計中，我們通常會遇到以下三個問題：原子性問題，可見性問題，有序性問題。我們先看具體看一下這三個概念：
1.原子性
原子性：即一個操作或者多個操作 要麼全部執行並且執行的過程不會被任何因素打斷，要麼就都不執行。
一個很經典的例子就是銀行賬戶轉賬問題：
比如從賬戶A向賬戶B轉1000元，那麼必然包括2個操作：從賬戶A減去1000元，往賬戶B加上1000元。
試想一下，如果這2個操作不具備原子性，會造成什麼樣的後果。假如從賬戶A減去1000元之後，操作突然中止。然後又從B取出了500元，取出500元之後，再執行 往賬戶B加上1000元 的操作。這樣就會導致賬戶A雖然減去了1000元，但是賬戶B沒有收到這個轉過來的1000元。
所以這2個操作必須要具備原子性才能保證不出現一些意外的問題。
同樣地反映到併發程式設計中會出現什麼結果呢？
舉個最簡單的例子，大家想一下假如為一個32位的變數賦值過程不具備原子性的話，會發生什麼後果？
i = 9;那麼就可能發生一種情況：當將低16位數值寫入之後，突然被中斷，而此時又有一個執行緒去讀取i的值，那麼讀取到的就是錯誤的資料。
2.可見性
可見性是指當多個執行緒訪問同一個變數時，一個執行緒修改了這個變數的值，其他執行緒能夠立即看得到修改的值。
舉個簡單的例子，看下面這段程式碼：
//執行緒1執行的程式碼
int i = 0;
i = 10;
//執行緒2執行的程式碼
j = i;假若執行執行緒1的是CPU1，執行執行緒2的是CPU2。由上面的分析可知，當執行緒1執行 i =10這句時，會先把i的初始值載入到CPU1的快取記憶體中， 然後賦值為10，那麼在CPU1的快取記憶體當中i的值變為10了，卻沒有立即寫入到主存當中。
此時執行緒2執行 j = i，它會先去主存讀取i的值並載入到CPU2的快取當中，注意此時記憶體當中i的值還是0，那麼就會使得j的值為0，而不是10.
這就是可見性問題，執行緒1對變數i修改了之後，執行緒2沒有立即看到執行緒1修改的值。
3.有序性
有序性：即程式執行的順序按照程式碼的先後順序執行。舉個簡單的例子，看下面這段程式碼：
int i = 0;
boolean flag = false;
i = 1; //語句1
flag = true; //語句2上面程式碼定義了一個int型變數，定義了一個boolean型別變數，然後分別對兩個變數進行賦值操作。從程式碼順序上看， 語句1是在語句2前面的，那麼JVM在真正執行這段程式碼的時候會保證語句1一定會在語句2前面執行嗎？不一定，為什麼呢？ 這裡可能會發生指令重排序（Instruction Reorder）。
下面解釋一下什麼是指令重排序，一般來說，處理器為了提高程式執行效率，可能會對輸入程式碼進行優化，它不保證程式
中各個語句的執行先後順序同程式碼中的順序一致，但是它會保證程式最終執行結果和程式碼順序執行的結果是一致的。
比如上面的程式碼中，語句1和語句2誰先執行對最終的程式結果並沒有影響，那麼就有可能在執行過程中，語句2先執行而
語句1後執行。
但是要注意，雖然處理器會對指令進行重排序，但是它會保證程式最終結果會和程式碼順序執行結果相同，那麼它靠什麼保證的呢？
再看下面一個例子：
int a = 10; //語句1
int r = 2; //語句2
a = a + 3; //語句3
r = a*a; //語句4這段程式碼有4個語句，那麼可能的一個執行順序是：
那麼可不可能是這個執行順序呢： 語句2 語句1 語句4 語句3
不可能，因為處理器在進行重排序時是會考慮指令之間的資料依賴性（這裡語句4依賴於語句3），如果一個指令Instruction 2必須用到Instruction 1的結果，那麼處理器會保證Instruction 1會在Instruction 2之前執行。
雖然重排序不會影響單個執行緒內程式執行的結果，但是多執行緒呢？下面看一個例子：
//執行緒1:
context = loadContext(); //語句1
inited = true; //語句2
//執行緒2:
while(!inited ){
sleep()
}
doSomethingwithconfig(context);上面程式碼中，由於語句1和語句2沒有資料依賴性，因此可能會被重排序。假如發生了重排序，線上程1執行過程中先執行語句2， 而此是執行緒2會以為初始化工作已經完成，那麼就會跳出while迴圈，去執行doSomethingwithconfig(context)方法，而此時 context並沒有被初始化，就會導致程式出錯。
從上面可以看出，指令重排序不會影響單個執行緒的執行，但是會影響到執行緒併發執行的正確性。
也就是說，要想併發程式正確地執行，必須要保證原子性、可見性以及有序性。只要有一個沒有被保證，就有可能會導致程式執行不正確。