在一次面試中，被問到volatile與synschonized的區別，概念模模糊糊，今天做一個總結，加強自己的認識。
本文參考http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html，主要對自己的認識做個總結。
valitile這個關鍵詞，不局限於java中，其實很多語言中都有這個關鍵詞。由於自己之前對於多線程的編程接觸比較少，而且對於java的內存模型不是很了解，所以今天做一個總結。
內存模型
現在想想大學那會學的操作系統真是太有用了，可惜當時沒有認真學，很多編程的問題，都可以歸結到操作系統，而且很多優秀的設計都是從操作系統來的。不說了，一把心酸淚。還是努力彌補吧。
計算機的主要運算是由cpu，內存之間交互的，而他們之間的交互靠的是總線。但是由於cpu的速度遠遠大於內存的，所以在cpu旁邊往往會設計一級二級緩沖，作用就是中和cpu與內存之間的速度。
但是讓我們想想，如果程序是單線程的，基本沒啥問題，因為數據不會存放着多個緩沖中，也就不涉及一致性的問題，但是當我們的程序里面有多線程的時候，可能不同的cpu會執行不同的線程，這樣可能不同cpu的緩沖會持有同一個變量的不同副本，這樣就有問題了。不同線程操作同一個變量，如何做到同步。
為了解決這個問題，那篇文章里面提到有兩種方式。
1.在訪問的時候，總線加鎖，也就是相當於人為將多線程，變為單線程，這樣不會出現數據不一致的問題，但是這樣帶來了很大問題，就是效率大打折扣，體現不出多線程的優勢。
2.緩存一致性協議：
這里我就引用別人的一段話：“緩存一致性協議,最出名的就是Intel 的MESI協議，MESI協議保證了每個緩存中使用的共享變量的副本是一致的。它核心的思想是：當CPU寫數據時，如果發現操作的變
量是共享變量，即在其他CPU中也存在該變量的副本，會發出信號通知其他CPU將該變量的緩存行置為無效狀態，因此當其他CPU需要讀取這個變量時，發現自己緩存中緩存該變量的
緩存行是無效的，那么它就會從內存重新讀取。”
最后附上一張圖，來總結下上面說的。
多線程編程的概念
1.原子性：
這個概念在數據庫里面也有，意思就是保證一個操作，要么完成，要不不做，而不能是做了一半。想必大家對這個最熟悉的應該就是銀行的例子了吧。轉賬的時候，從我賬戶
扣款和給對方賬戶加款，應該是原子操作，不能說從我賬戶扣了，但是對方賬戶沒有增加。這是在多線程里面必須要避免的問題。
2.可見性：
這個詞的意思就是當一個線程在修改了某一個變量之后，可以馬上將改變刷新到別的線程，也就是說如果別的線程需要訪問的時候，是訪問的修改過后的值。
3.有序性：
程序執行的順序，不一定會按照代碼書寫的順序進行執行。而是編譯器會對代碼進行指令的優化，這樣做的目的是為了保證程序執行的效率。這樣做基本上對於單線程沒啥問
題，編譯器保證做過優化后的代碼和沒做優化的代碼，執行的結果是一樣的。但是如果是多線程呢，這點編譯器就無法保證。
綜上所述，一個多線程如果要正確的執行，就必須滿足上面三個條件。如果不滿足，則執行的結果就有可能出錯。
那么java里面通過什么樣的方式來確保符合三種原則呢？
java保證多線程（java內存模型）
1.原子性：
在java中，對基本數據類型的讀取與賦值是原子操作的，要不操作成功，要么失敗。
那么怎么樣的操作算原子操作呢，下面舉兩個例子：
int x = 3; int y = x; y++;
第一條語句，是直接將值復制給x變量。第二條語句，首先讀取x的值，然后再賦值給y。第三條語句，首先讀取y的值，然后加一操作后，再賦值給y。
所以上面三條語句只有第一條語句是原子操作。這也就解釋了下面這段代碼結果為啥不是人們的預期。
public volatile static int count = 0;
public static void main(String[] args) {
for(int i=0;i<10000;i++)
{
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
count++;
}
}).start();
}
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(count);
}
這段代碼執行的結果有時候會小於10000，原因就是count++不是原子操作，雖然用volatile修飾，但是也不起作用。
那么上面這段代碼如何正確運行呢，答案很顯然，把count++變成原子操作即可，那么修改count的類型，如下
public static AtomicInteger count =new AtomicInteger(0);
將count++變為count.getAndIncrement();
這樣保證了原子操作。結果也就是10000了。
2.可見性：
對於可見性，java提供了volatile關鍵詞來修飾，上面已經用到過了。這個關鍵詞保證他修改后的值，會馬上更新到java的主存中，當其他線程再要讀取的時候，就是讀取的
新的值，但是用這個關鍵詞的時候，也得多多注意，就跟上面說的那種情況，也是不行的。當然上面的情況可以用加鎖，或者 synchronized方式進行同步。保證結果。
3.有序性：
Java里面也是通過volatile來保證一定程度上的有序性。也可以通過 synchonized來保證多線程下的有序性。
在《深入理解Java虛擬機》有這么一段話“
觀察加入volatile關鍵字和沒有加入volatile關鍵字時所生成的匯編代碼發現，加入volatile關鍵字時，會多出一個lock前綴指令”
lock前綴指令實際上相當於一個內存屏障（也成內存柵欄），內存屏障會提供3個功能：
1）它確保指令重排序時不會把其后面的指令排到內存屏障之前的位置，也不會把前面的指令排到內存屏障的后面；即在執行到內存屏障這句指令時，在它前面的操作已經全部完成；
2）它會強制將對緩存的修改操作立即寫入主存；
3）如果是寫操作，它會導致其他CPU中對應的緩存行無效。”
所以以后遇到問題的時候，還是得多從原理里面找答案。
雖然volatile的性能比synchronized性能高，但是volatile的使用場景有所限制。因為它無法保證多線程下的原子性。