主内存和工作内存
Java内存模型的主要目标是定义程序中实例字段、静态字段和构成数组对象的元素的访问规则。Java内存模型规定了所有变量存储在主内存中，每条线程有自己的工作内存，工作内存保存了被该线程使用到的变量的主内存副本拷贝，线程对变量的所有操作（读取、赋值）都必须在工作内存中，而不能直接读写主内存中的变量。线程间变量值的传递需要通过主内存来完成。
内存间交互操作
一个变量如何从主内存拷贝到工作内存，再从工作内存回到主内存，依赖了以下8种操作，8种操作是原子的，不可再分的。
1.lock（锁定）：作用于主内存的变量，把一个变量标识成一个线程独占的状态。
2.unlock（解锁）：作用于主内存的变量，把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量可以被其他线程使用。
3.read（读取）：作用于主内存的变量，把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存中。
4.load（载入）：作用于工作内存的变量，把read操作从主内存中得到的值放入工作内存的变量副本中。
5.use（使用）：作用于工作内存的变量，把工作内存中一个变量传递到执行引擎。
6.assign（赋值）：作用于工作内存的变量，把一个从执行引擎接收到的值赋给工作内存的变量。
7.store（存储）：作用于工作内存的变量，把工作内存中一个变量的值传送到主内存中。
8.write（写入）：作用于主内存的变量，把store操作从工作内存得到的变量放到主内存变量中。
Java内存模型的三大特性：
1.原子性： Java内存模型保证上述8种操作分别是原子的，synchronized可以保证8种操作整体上是原子的，在执行过程中不会被打断。
2.可见性：当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能够立即得知这个修改。volatile/final/synchronized可以实现可见性。
3.有序性 ：在本线程内观察，所有操作是有序的，在线程中观察另一个线程所有操作是无序的。
volatile型变量
当一个变量被定义为volatile后，具有以下两种特性：
1.保证此变量对所有线程可见。当一个线程修改了这个变量的值，新值对于其他线程是立即可知的，而普通变量需要通过主内存（store、write、read、load、use操作才可以被另一个线程得知）
但是volatile保证可见性，不保证操作的原子性。
Synchronized保证可见性和原子性
比如：
volatile int num=0;
num++;
num++不是原子操作，因为可以分为：读出num值，将num+1，写入最新的num值，对于num++，线程1,2都执行一次，最后输出的结果可能是1或者2.当输出结果是1：线程执行num++，先是读入num值为0，假设此时让出CPU执行权，线程2获得CPU，线程2会重新从主内存读入num值为0，然后线程2执行+1操作，最后把num存储写入到主内存，线程1继续执行，但之前读到num值为0，所以是在0的基础上+1操作，num=1，并存储写入到主内存。最终num=1。
2.使用volatile变量的语义禁止指令重排序。
1.当程序执行到volatile变量的读操作或者写操作，在其前面的操作的更改肯定全部已经进行，且结果对后面操作可见，并且后面操作还没有进行。
2.在进行指令优化时，不能将对volatile变量访问的语句放在其后面执行，也不能把volatile变量后面的语句放到其前面执行。
int a=1;
int b=3;
volatile int c=4;
a=10;
b=11;
valatile保证执行到a=10时，a=1; b=3已经执行，而且a=1,b=3对a=10,b=11是可见的。
利用volatile写单例模式:
//懒汉：单例模式
class Singleton
{
private static Singleton singleton;
private Singleton()
{
}
public static Singleton getSingleton()
{
if(singleton==null)
{
//多个线程进入同步块外面
synchronized (Singleton.class)
{
if(singleton==null)
{
//再次判断，是因为假如线程1、线程2都进入第一个if判断，线程1先进入同步代码块，
//new Singleton()后，释放锁后，线程2进入同步代码块，假如没有再次判断，会再次
//实例化对象
singleton=new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}
public class volatileSigton {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Singleton.getSingleton()==Singleton.getSingleton());
}
}
但是上述代码有问题： singleton=new Singleton();此语句JVM会做3件事：1.给singleton分配内存，2.调用Singleton的构造函数来初始化成员变量，3.将singleton指向分配的内存空间（singleton！=null）。但是JVM的即时编译器中存在指令重排的优化，即第二步第三步顺序不能保证，假如是1、3、2执行：当第三步执行完毕，第二步没有执行，被线程2抢占，此时singleton！=null，但是没有初始化，线程2直接返回singleton，那么就存在问题。那么将singleton声明为volatile，即禁止指令重排，就OK。
那么完整单例模式如下：
//懒汉：单例模式
class Singleton
{
private static volatile Singleton singleton; //声明为volatile禁止指令重排
private Singleton()
{
}
public static Singleton getSingleton()
{
if(singleton==null)
{
synchronized (Singleton.class)
{
if(singleton==null)
{
singleton=new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}
public class volatileSigton {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Singleton.getSingleton()==Singleton.getSingleton());
}
}