前提
在研究线程安全问题之前，有必要简单回顾一下jvm内存模型。
如下图所示，jvm内存模型可分成两大部分，即主存区和jvm内存。
主存区又叫做共享内存，顾名思义，是各个线程运行时所共享的内存区域，用来存放类加载时产生的对象实例，以及共享变量、静态变量、常量等。jvm内存为线程私有，即每个线程独享该内存，用来存放局部变量、方法信息等。
当线程需要访问共享变量时，首先需要从共享内存中读取该变量，并在私有内存中生成该变量的副本，再对这个副本进行操作，最后把修改后的值上传到共享内存中，覆盖原值。
举个栗子
有一家没有钱的银行，当前银行账户余额为0。A同学有100元需要存入银行，B同学急需取出50元，他们几乎同时在不同的ATM上进行各自的操作。A同学率先向ATM里放入100元，并且银行账户余额随之变成了100元。但是就在后台更新余额之前，B同学发起了取钱的操作，他读取到的当前余额仍然是0元，随后取出50元，账户余额变成了-50元。于是，账户余额最终结果是-50元。
也就是说，这个过程中各个事件按照下面的顺序发生：
初始余额为0 -> A存100元 -> B取50元 -> 更新余额为100元 -> 更新余额为-50元 -> 最终余额为-50元
那么问题来了
在上面的栗子里发生了什么？显然-50的结果是错误的。问题在于，当B同学取钱时，他读到的当前余额是0元，而不是我们期望的100元。换句话说，A存钱后的实时余额没有被B感知到，B在一个错误的余额上进行操作，所产生的结果自然也是错误的。
“银行账户余额”相当于“共享变量”，我们所有人操作的都是这一个余额。而A、B两同学相当于两个线程，他们各自独立地进行不同的操作，但是都对共享变量的值进行了修改。
线程安全问题，通俗的讲就是多个线程在处理共享变量时产生了冲突，导致某些线程使用的错误的值，进而使其最终结果也是错误的。
JVM三大特性
怎样能使这种操作不产生冲突？我们需要保证下面的三大特性。
原子性
显然在上面的栗子中，A同学“存钱”和“更新余额”这两个操作应当是顺序执行，且不被拆分的，然而在这两步中被插入了B同学“取钱”的操作。这两步操作涉及到对共享变量的读和写，操作前后的值发生了变化，所以“存钱-更新余额”应当是一个“原子操作”，具备“原子性”。
可见性
A同学存钱并且更新余额后，B同学再去取钱，这就满足了原子性操作。此时，B看到的余额应当是100元，而不再是0元。“可见性”就是说，当某个线程修改了共享变量的值后，其他线程应当能够立刻感知到这个值的变化，使用新值做接下来的操作。
有序性
这里涉及到后面的一个知识点——指令重排序。指令重排序要保证线程内部的语义是串行的，所以在某个线程内部来看，并没有什么太大的差异，依然是有顺序的；而在某个线程内观察另一个线程，由于重排序、共享变量同步的延时等诸多因素，看到的操作是无序的。