1.JUC介绍

在Java5.0以上的版本新增了java.util.concurrrent包，此包在并发编程中有很多实用的工具，包括线程池、异步、IO和轻量级框架等实现；

2.并发的三个特性回顾

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。

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。

有序性

即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。

3.volatile 关键字

volatile是Java提供的一种轻量级的同步机制。Java 语言包含两种内在的同步机制：同步块（或方法）和 volatile 变量，相比于synchronized（synchronized通常称为重量级锁），volatile更轻量级，因为它不会引起线程上下文的切换和调度。但是volatile 变量的同步性较差（有时它更简单并且开销更低），而且其使用也更容易出错。

保证可见性，不保证原子性

当写一个volatile变量时，JMM会把该线程本地内存中的变量强制刷新到主内存中去，但是这个写会操作会导致其他线程中的缓存无效；

禁止指令重排

在进行指令优化时，不能将在对volatile变量访问的语句放在其后面执行，也不能把volatile变量后面的语句放到其前面执行；

volatile不适用的场景

volatile不适合复合操作

i++不是一个原子性操作，可以由读取、加、赋值3步组成，需要配合synchronized或者lock来实现；.

volatile原理

volatile可以保证线程可见性且提供了一定的有序性，但是无法保证原子性。在JVM底层volatile是采用memory barriers（内存屏障）来实现的。观察加入volatile关键字和没有加入volatile关键字时所生成的汇编代码发现，加入volatile关键字时，会多出一个lock前缀指令，lock前缀指令实际上相当于一个内存屏障（也成内存栅栏），内存屏障会提供3个功能：

内存屏障的作用

它确保指令重排序时不会把其后面的指令排到内存屏障之前的位置，也不会把前面的指令排到内存屏障的后面；即在执行到内存屏障这句指令时，在它前面的操作已经全部完成；
它会强制将对缓存的修改操作立即写入主存；
如果是写操作，它会导致其他CPU中对应的缓存行无效。

单例模式的双重锁为什么要加volatile

public class App {
    private volatile static App instance;
    public static App getInstance() {
        if(instance==null) {
            synchronized (App.class) {
                if(instance==null) {
                    instance= new App();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
｝

需要volatile关键字的原因是，在并发情况下，如果没有volatile关键字，在第7行会出现问题。instance= new App();可以分解为3行伪代码
a.memory = allocate() //分配内存
b. ctorInstanc(memory) //初始化对象
c. instance = memory //设置instance指向刚分配的地址
上面的代码在编译运行时，可能会出现重排序从a-b-c排序为a-c-b。在多线程的情况下会出现以下问题。当线程A在执行第7行代码时，B线程进来执行到第2行代码。假设此时A执行的过程中发生了指令重排序，即先执行了a和c，没有执行b。那么由于A线程执行了c导致instance指向了一段地址，所以B线程判断instance不为null，会直接跳到第6行并返回一个未初始化的对象。

JUC知识点-volatile