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并发编程的三要素是什么（线程的安全性问题体现在哪）？
原子性：一个或多个操作要么全副执行胜利，要么全副执行失败。
可见性：一个线程对共享变量的批改，另一个线程可能立即看到（synchronized,volatile）。
有序性：程序执行的程序依照代码的先后顺序执行。（有序性不代表禁止指令重排）。
什么是 JAVA 内存模型？
首先，JAVA 内存模型是指 JMM，而不是指内存构造，内存构造是在物理上的区域划分，而 JMM 则是抽象概念上的划分。
JMM（内存模型）次要包含两块：主内存 + 工作内存。
主内存：多个线程间通信的共享内存称之为主内存，即，数据是多个线程工共享的，在物理内存构造上通常对应“堆”中的线程共享数据。
工作内存：多个线程各自对应本人的本地内存，即，数据只属于该线程本人的，在物理内存构造上通常对应“本地办法栈”中的线程公有数据。
Java 内存模型规定了所有的变量都存储在主内存 (Main Memory) 中，每条线程还有本人的工作内存 (Working Memory)，线程的工作内存中保留了被该线程应用到的变量的主内存正本拷贝，线程对变量的所有操作(读取、赋值等) 都必须在工作内存中进行，而不能间接读写主内存中的变量，不同的线程之间也无奈间接拜访对方工作内存中的变量，线程间变量值得传递均须要通过主内存来实现。
volatile 关键字的作用
Java 提供了 volatile 关键字来保障可见性和禁止指令重排(肯定有序)。volatile 提供 happens-before 的保障，确保一个线程的批改能对其余线程是可见的。当一个共享变量被 volatile 润饰时，它会保障批改的值会立刻被更新到主存，当有其余线程须要读取时，它会去内存中读取新值。
Volatile 是怎么保障可见性的？
对 volatile 润饰的变量，执行写操作的话，JVM 会发送一条 lock 前缀指令给 CPU，CPU 在计算完之后会立刻将这个值写回主内存，同时因为有 MESI 缓存一致性协定，所以各个 CPU 都会对总线进行嗅探，本人本地缓存中的数据是否被他人批改。
如果发现他人批改了某个缓存的数据，那么 CPU 就会将本人本地缓存的数据过期，而后这个 CPU 上执行的线程在读取那个变量的时候，就会从主内存从新加载最新的数据。
小结：lock 前缀指令 + MESI 缓存一致性协定。
Volatile 能保障强一致性吗？
不能。可见性能够认为是最弱的“一致性”（弱统一），只保障用户见到的数据是统一的，但不保障任意时刻，存储的数据都是统一的（强统一）。它只能保障线程过去读取数据时，能获取到以后的最新数据。
什么是 MESI 缓存一致性协定？
M（批改, Modified）: 本地处理器曾经批改缓存行, 即是脏行, 它的内容与内存中的内容不一样. 并且此 cache 只有本地一个拷贝（专有）。
E（专有, Exclusive）: 缓存行内容和内存中的一样, 而且其它处理器都没有这行数据。
S（共享, Shared）: 缓存行内容和内存中的一样, 有可能其它处理器也存在此缓存行的拷贝。
I（有效, Invalid）: 缓存行生效, 不能应用。
过程：
Core0 批改 v 后，发送一个信号，将 Core1 缓存的 v 标记为生效，并将批改值写回内存。
Core0 可能会屡次批改 v，每次批改都只发送一个信号（发信号时会锁住缓存间的总线），Core1 缓存的 v 放弃着生效标记。
Core1 应用 v 前，发现缓存中的 v 曾经生效了，得悉 v 曾经被批改了，于是从新从其余缓存或内存中加载 v。
Volatile 是怎么做到禁止指令重排的？
对于 volatile 批改变量的读写操作，都会退出内存屏障。
每个 volatile 写操作后面，加 StoreStore 屏障，禁止下面的一般写和他重排；每个 volatile 写操作前面，加 StoreLoad 屏障，禁止跟上面的 volatile 读 / 写重排。
每个 volatile 读操作前面，加 LoadLoad 屏障，禁止上面的一般读和 voaltile 读重排；每个 volatile 读操作前面，加 LoadStore 屏障，禁止上面的一般写和 volatile 读重排。