两个例子详解并发编程的可见性问题和有序性问题，通过volatile保证可见性和有序性以及volatile的底层原理—

1. 并发编程的可见性问题

2. 并发编程的有序性问题

3. 使用volatile关键字解决可见性问题

4. 可见性问题的本质——缓存不一致

因为cpu执行速度很快，但是内存执行速度相对于CPU很慢，那么每次从内存取数据就拖慢了CPU的执行效率。实际上，在CPU和内存中有一层缓存，程序执行时在缓存操作数据，那么另一个缓存修改的数据是不会更新到当前程序缓存中的，也就出现了缓存不一致问题，也就出现了可见性问题。简易内存模型图如下。

5. 有序性问题的本质——指令重排

因为CPU或者编译器为了优化程序指令，会对没有依赖关系的程序指令进行重排。对于单线程来说，指令没有依赖关系，重排没有问题，但如果是并发编程，那么指令重排是有影响的。

6. volatile是怎么解决可见性、有序性问题的呢？也就是怎么解决缓存不一致和禁止指令重排的呢？

6.1 缓存不一致问题：存在该问题是某个线程只修改自己缓存的数据，没有将数据刷新到内存中，或者另一个线程只从自己的缓存读取数据，没有从内存中取数据，造成了数据“不可见”。如果有一种协议，当某个线程修改缓存数据后，数据会被刷新到内存中，同时让其他线程的缓存数据失效，重新从内存读取，那么就解决缓存不一致问题了。这个协议就是MESI缓存一致性协议，MESI表示缓存数据(通过缓存行存储，64个字节)的四种状态字母缩写，四种状态如下，当触发了MESI协议，就能保证数据一致，也就是保证了数据的可见性。volatile就是通过触发MESI协议来保证数据可见的。

① Modified：数据只在当前线程的缓存中，且缓存数据与内存数据不一致。

② Exclusive：数据只在当前线程的缓存中，且缓存与内存数据一致。

③ Shared：数据存在于多个线程的缓存中，且缓存数据与内存一致。

④ Invalid：数据无效。

6.2 禁止指令重排：对于指令重排序，我们设置某些规则，当CPU或编译器检测到指令存在这些规则，那么不进行指令重排，即可解决有序性问题。内存屏障对于volatile数据的读或者写操作时，会加入对应内存屏障来保证指令的有序性。具体有哪些内存屏障，以及内存屏障为什么是那样的设置，这里就不多叙述了，volatile写之前有StoreStore屏障，之后有StoreLoad屏障（万能屏障，兼具其它三种屏障功能）；volatile读之后有LoadStore和LoadLoad屏障。