01-可見性、原子性、有序性

源頭之一：快取導致的可見性問題

可見性：一個執行緒對共享變數的修改，另外一個執行緒能夠立刻看到，我們稱為可見性.

源頭之二：執行緒切換帶來的原子性問題

例如：count += 1，在cpu指令級別上

• 指令 1：首先，需要把變數 count 從記憶體載入到 CPU 的暫存器；
• 指令 2：之後，在暫存器中執行 +1 操作；
• 指令 3：最後，將結果寫入記憶體（快取機制導致可能寫入的是 CPU 快取而不是記憶體）。

我們把一個或者多個操作在 CPU 執行的過程中不被中斷的特性稱為原子性。CPU 能保證的原子操作是 CPU 指令級別的，而不是高階語言的操作符。

源頭之三：編譯優化帶來的有序性問題

經典的例子：

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

出現的問題：new 操作上,：

• 分配一塊記憶體 M；
• 在記憶體 M 上初始化 Singleton 物件；
• 然後 M 的地址賦值給 instance 變數。

但是實際上優化後的執行路徑卻是這樣的：

• 分配一塊記憶體 M；
• 將 M 的地址賦值給 instance 變數；
• 最後在記憶體 M 上初始化 Singleton 物件。