学习并发时想到一些问题：1、一个变量在多处理器的机器上如何保证读取时一致性，如何解决处理器独立的缓存？带着问题上网络进行了搜索，可以使用内存屏障机制屏蔽处理器缓存，都直接从内存中读取。可是多线程都从同一块内存读取，并发锁采用CAS比较交换思想操作时，同一个时间片获取到一样的值，做了同样的操作，谁成功谁失败，也就是多线程多处理器下CAS锁如何保证正确？
多核CPU下内存知识
在计算机中，cpu和内存的交互最为频繁，相比内存，磁盘读写太慢，内存相当于高速的缓冲区。
但是随着cpu的发展，内存的读写速度也远远赶不上cpu。因此cpu厂商在每颗cpu上加上高速缓存，用于缓解这种情况。
cpu上加入了高速缓存这样做解决了处理器和内存的矛盾(一快一慢)，但是引来的新的问题 - 缓存一致性
在多核cpu中，每个处理器都有各自的高速缓存(L1,L2,L3)，而主内存确只有一个 。
CPU要读取一个数据时，首先从一级缓存中查找，如果没有找到再从二级缓存中查找，如果还是没有就从三级缓存或内存中查找，每个cpu有且只有一套自己的缓存。
如何保证多个处理器运算涉及到同一个内存区域时，多线程场景下会存在缓存一致性问题，那么运行时保证数据一致性？
为了解决这个问题，各个处理器需遵循一些协议保证一致性。【如MSI，MESI啥啥的协议。。】
在CPU层面，内存屏障提供了个充分必要条件
内存屏障(Memory Barrier)
CPU中，每个CPU又有多级缓存【上图统一定义为高速缓存】，一般分为L1,L2,L3，因为这些缓存的出现，提高了数据访问性能，避免每次都向内存索取，但是弊端也很明显，不能实时的和内存发生信息交换，分在不同CPU执行的不同线程对同一个变量的缓存值不同。
硬件层的内存屏障分为两种：Load Barrier 和 Store Barrier即读屏障和写屏障。【内存屏障是硬件层的】
为什么需要内存屏障
由于现代操作系统都是多处理器操作系统，每个处理器都会有自己的缓存，可能存再不同处理器缓存不一致的问题，而且由于操作系统可能存在重排序，导致读取到错误的数据，因此，操作系统提供了一些内存屏障以解决这种问题.
简单来说:
1.在不同CPU执行的不同线程对同一个变量的缓存值不同，为了解决这个问题。
2.用volatile可以解决上面的问题，不同硬件对内存屏障的实现方式不一样。java屏蔽掉这些差异，通过jvm生成内存屏障的指令。
对于读屏障:在指令前插入读屏障，可以让高速缓存中的数据失效，强制从主内存取。
内存屏障的作用
cpu执行指令可能是无序的，它有两个比较重要的作用
1.阻止屏障两侧指令重排序
2.强制把写缓冲区/高速缓存中的脏数据等写回主内存，让缓存中相应的数据失效。
volatile型变量
当我们声明某个变量为volatile修饰时，这个变量就有了线程可见性，volatile通过在读写操作前后添加内存屏障。
用代码可以这么理解
//相当于读写时加锁，保证及时可见性，并发时不被随意修改。
public class SynchronizedInteger {
private long value;
public synchronized int get() {
return value;
}
public synchronized void set(long value) {
this.value = value;
}
}
volatile型变量拥有如下特性
可见性，对于一个该变量的读，一定能看到读之前最后的写入。
防止指令重排序，执行代码时,为了提高执行效率,会在不影响最后结果的前提下对指令进行重新排序,使用volatile可以防止，比如单例模式双重校验锁的创建中有使用到，如(https://www.jianshu.com/p/b30a4d568be4)
注意的是volatile不具有原子性，如volatile++这样的复合操作,这里感谢大家的指正。
至于volatile底层是怎么实现保证不同线程可见性的，这里涉及到的就是硬件上的，被volatile修饰的变量在进行写操作时，会生成一个特殊的汇编指令，该指令会触发mesi协议，会存在一个总线嗅探机制的东西，简单来说就是这个cpu会不停检测总线中该变量的变化，如果该变量一旦变化了，由于这个嗅探机制，其它cpu会立马将该变量的cpu缓存数据清空掉，重新的去从主内存拿到这个数据。简单画了个图。
作者：Garwer
链接：https://www.jianshu.com/p/76959115d486
来源：简书
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深入理解JVM-内存模型（jmm）和GChttps://www.jianshu.com/p/76959115d486
文章知识获取：关键记忆两张图。了解内存屏障专业名词。
volatile百度百科
volatile是一个特征修饰符（type specifier）.volatile的作用是作为指令关键字，确保本条指令不会因编译器的优化而省略，且要求每次直接读值。
volatile的变量是说这变量可能会被意想不到地改变，这样，编译器就不会去假设这个变量的值了。
精确地说就是，编译器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值，而不是使用保存在寄存器里的备份。
总结
volatile用于保证变量的同步，是比synchronize稍弱的同步机制，用于确保变量的更新能够通知到其他线程。volatile是操作系统层面就有的机制。
其他文章参考
说到volatile关键字，第一反应就是三点：
保证可见性
不保证原子性
禁止指令重排
概括：它是java虚拟机提供的一个轻量级的同步机制，基本上遵守了jmm的规范，它保证可见性，不保证原子性，保证有序性。
可见性
JMM：java内存模型
JMM(Java内存模型Java Memory Model)本身是一种抽象的概念 并不真实存在,它描述的是一组规则或规范通过规范定制了程序中各个变量(包括实例字段,静态字段和构成数组对象的元素)的访问方式.
JMM关于同步规定:
1.线程解锁前,必须把共享变量的值刷新回主内存
2.线程加锁前,必须读取主内存的最新值到自己的工作内存
3.加锁解锁是同一把锁
由于JVM运行程序的实体是线程,而每个线程创建时JVM都会为其创建一个工作内存(有些地方成为栈空间),工作内存是每个线程的私有数据区域,而Java内存模型中规定所有变量都存储在**主内存,**主内存是共享内存区域,所有线程都可访问,但线程对变量的操作(读取赋值等)必须在工作内存中进行,首先要将变量从主内存拷贝到自己的工作空间,然后对变量进行操作,操作完成再将变量写回主内存,不能直接操作主内存中的变量,各个线程中的工作内存储存着主内存中的变量副本拷贝,因此不同的线程无法访问对方的工作内存,线程间的通讯(传值) 必须通过主内存来完成,其简要访问过程如下图:
通过上图，可以一句话总结可见性，可见性就是指：某一个线程将内存中共享变量修改后并将主内存中的变量更新，但是其他线程如果没有被通知的话，使用的仍然是更新前变量的副本。这就造成了可见性的问题。如果一个线程修改了共享变量，可以第一时间通知其他线程修改各自内存中的值，那么就可以保证可见性。
二、原子类
- 原子化基本数据类型
有三个实现类：AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicLong - 原子化对象引用类型
实现类分别是：AtomicReference、AtomicStampedReference、AtomicMarkableReference，其中后两个可以实现了解决 ABA 问题的方案。
java知识补充一：volatile关键字
https://blog.csdn.net/qq_31314141/article/details/104252393
一文读懂 Java 中的原子类https://blog.csdn.net/Rose_DuanM/article/details/90517061
