java多线程之内存可见性
在学习多线程时就会经常遇到数据争用问题，而想要弄明白为什么会发生数据争用问题，就不得不提可见性的概念。
什么是可见性？
可见性就是一个线程对共享变量值的修改，能及时的被其他线程看到。共享变量值是指如果一个变量在多个线程的工作内存中都存在副本。那么这个变量就是这几个线程的共享变量。
在java内存模型中描述了Java程序中的各种变量（线程共享变量）的访问规则，以及在JVM中将变量存储到内存和从内存中读取出变量这样的底层细节。
Java内存模型（JMM）
- 所有的变量都存储在主内存中。
- 每个线程都有自己独立的工作内存，里面保存该线程使用到的变量的副本（主内存中该变量的一份拷贝）
如下图:
两条规则
- 线程对共享变量的所有操作都必须在自己的工作内存中进行，不能直接从主内存中读写。
- 不同线程之间无法直接访问其他线程工作内存中的变量，线程间工作内存之间的变量值的传递需要通过主内存来完成。
共享内存可见性实现原理
那么线程1对共享变量的修改要想被线程2及时看到，必须经过如下2个步骤：
- 把工作内存1中更新过的共享变量刷新到主内存中。
- 将主内存中最新的共享变量的值更新到工作内存2中。
如下图:
synchronized实现可见性
synchronized能够实现：
- 原子性（同步）
- 可见性
关于JMM关于synchronized的两条规定:
- 线程解锁前，必须把共享变量的最新值刷新到主内存中。
- 线程加锁后，将清空工作内存中的共享变量的值，从而使用时，需要从主内存中重新读取做新的值。（注意:加锁与解锁需要是同一把锁）
线程解锁前对共享变量的修改在下次加锁时对其他线程可见。
线程执行互斥代码的过程：
- 获得互斥锁
- 清空工作内存
- 从主内存拷贝变量的最新副本到工作内存
- 执行代码
- 将更改后的共享变量的值刷新到主内存
- 释放互斥锁
重排序
重排序：代码书写的顺序与实际执行的顺序不同，指令重排序是编译后处理器为了提高程序性性能而做的优化。
- 编译器优化重排序（编译器优化）
- 指令集并行重排序（处理器优化）
- 内存系统的重排序（处理器优化）
as-if-serial
as-if-serial:无论如何重排序，程序执行结果应该与代码顺序执行的结果一致（Java编译器、运行时和处理器都会办证Java在单线程下遵循as-if-serial语义）
可见性分析
导致共享变量在线程间不可见的原因：
- 线程的交叉执行
- 重排序结合线程交差执行
- 共享变量更新后的值没有在工作内存与主内存间及时更新
使用synchronized即可解决。