并发编程常见问题-可见性、原子性、有序性
在我们的开发过程中，对于一些比较复杂的场景很多时候都得靠多线程来处理。像电商搞大促，服务器要瞬间处理成千上万的订单，手机地图软件，得一边加载地图，一边定位你的位置，这些都离不开多线程。它确实能让程序执行更快，但如果这个过程中会去修改共享资源，就会带来一系列的并发问题。这里我们介绍下并发编程中会出现哪些问题，然后我们再根据这些问题去针对性解决，以及去了解JMM中提供了哪些方法去解决这些问题。
原子性问题
原子性是指一个操作是不可中断的，要么全部执行成功，要么全部不执行。在 Java 中，对于基本数据类型的变量的读取和赋值操作是原子性操作，例如int a = 5; 。但像a++ 这种复合操作就不是原子性的，它实际上包含了读取、增加和赋值三个步骤。
以银行账户转账为例，假设有两个线程同时对同一个账户进行转账操作，一个线程增加账户余额，另一个线程减少账户余额。如果这两个操作不是原子性的，就可能会出现数据不一致的情况。例如，初始余额为 1000 元，线程 A 要增加 100 元，线程 B 要减少 200 元。如果线程 A 读取余额为 1000 元，还未进行增加操作时，线程 B 读取余额也是 1000 元，然后线程 B 进行减少操作，将余额变为 800 元并写回。接着线程 A 继续执行增加操作，将余额变为 1100 元并写回，最终余额就变成了 1100 元，而不是正确的 900 元。
从 CPU 指令层面来看，i++ 操作通常会被分解为多条指令。在多线程环境下，当一个线程执行i++ 操作时，在执行过程中可能会被其他线程打断。例如，线程 A 执行i++ 操作，它先读取i 的值，然后进行加 1 操作，在将结果写回之前，线程 B 也读取了i 的值，由于线程 A 还未写回结果，线程 B 读取的值和线程 A 读取的值相同，最终就会导致结果错误。
可见性问题
可见性是指当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能够立即看到修改后的值。在 Java 中，线程之间的通信是通过主内存来实现的，每个线程都有自己的工作内存，线程对变量的操作都是在自己的工作内存中进行，然后再将结果同步回主内存。如果一个线程修改了共享变量的值，但没有及时将结果同步回主内存，而其他线程又从自己的工作内存中读取该变量的值，就会出现可见性问题。
以volatile 关键字相关案例来说，当一个变量被volatile 修饰时，它会保证修改的值立即被同步回主内存，并且其他线程读取该变量时会从主内存中读取最新的值。例如：
public class VolatileTest {
private static volatile boolean flag = false;
public static void main(String[] args) {
new Thread(() -> {
while (!flag) {
// 线程会一直循环，直到flag为true
}
System.out.println("线程结束");
}).start();
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
flag = true;
System.out.println("主线程修改flag为true");
}
}
在这个例子中，如果flag 没有被volatile 修饰，子线程可能永远看不到主线程对flag 的修改，导致死循环。而加上volatile 修饰后，主线程修改flag 的值会立即被同步回主内存，子线程读取flag 时会从主内存中读取最新的值，从而能够结束循环。
有序性问题
有序性是指程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。在 Java 中，为了提高程序的执行效率，编译器和处理器会对指令进行重排序。在单线程环境下，重排序不会影响程序的正确性，但在多线程环境下，重排序可能会导致程序出现错误。
以单例模式的双重检查锁定（DCL）为例：
public class Singleton {
private static Singleton instance;
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
在这个代码中，instance = new Singleton(); 这行代码实际上包含了三个步骤：1. 分配内存空间；2. 初始化对象；3. 将对象引用赋值给instance 。在多线程环境下，由于指令重排序，可能会先执行步骤 1 和 3，然后再执行步骤 2。如果此时另一个线程进入getInstance 方法，判断instance 不为null ，就会直接返回一个还未初始化完成的对象，从而导致程序出错。为了解决这个问题，可以使用volatile 关键字修饰instance ，禁止指令重排序，确保对象初始化的顺序正确。
