Java多线程：synchronized和volatile

本文章是Java多线程系列的一篇文章，其他文章：
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一、什么是锁

1.1 为什么需要锁: CPU的内存模型

大家都知道，计算机在执行程序时，每条指令都是在CPU中执行的，而数据首先会被从主存取到CPU的cache中，但是当变量在cache中被改变时，是不会立马写回主存的，那么问题就来了，在多核心CPU中，如果执行下面一段代码：i = i + 1;在多线程环境中就会出问题，如果这里不明白可以参考下图或者百度内存模型，这里不再赘述

1.2 锁解决了什么问题

锁主要提供了三种特性：原子（atomic）、互斥（mutual exclusion） 和可见性（visibility）。
- 原子性：即一个操作或者多个操作 要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行。
- 可见性是指当多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看得到修改的值。
- 有序性：即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。

指令重排序（Instruction Reorder）: 一般来说，处理器为了提高程序运行效率，可能会对输入代码进行优化，它不保证程序中各个语句的执行先 后顺序同代码中的顺序一致，但是它会保证程序最终执行结果和代码顺序执行的结果是一致的。重排序有利于充分使用流水线，进而达到超标量的效果。
假如按照如下顺序执行三条语句：

int a = 5;     //1
int b = 10;    //2