原子性：
- volatile不保证原子性，特例是保证32位系统中double和long类型
- sychronized保证通过加锁的方式保证原子性，如下图：
硬件层面：由于计算机的存储设备和处理器的运算速度差距非常大，所以引入了高速缓存来作为内存和处理器之间的缓冲。画一下结构图：其中包含MESI协议和优化引入的写缓冲器和无效队列
上述带来的可见性有序性的问题？
可见性：写缓冲器和无效队列导致的，写数据不一定立马写入自己的高速缓存（或者主内存）是因为可能写入了写缓冲器；读数据不一定立马从别人的高速缓存（或者主内存）刷新最新的值，或者因为invalidate消息还在无效队列中，还没来得及消费使数据过期，读到旧数据。
有序性：
StoreLoad重排: 第一个store操作写到写缓冲器里去了，第二个Load操作成功执行了。
StoreStore重排： 第一个store写到写缓冲了（flag = S），第二个直接写入了缓存（flag = M，拿到锁修改过它，证明其处理器的缓存都过期了，那么可以不用往写缓冲写，直接修改高速缓存）
内存屏障解决办法：
可见性：
Store屏障（加在写之后） + Load屏障（加在读之前）：
如果加了store屏障（StoreLoad屏障可充当加载屏障），就会强制要求你对写操作必须阻塞等待到其他处理器都返回invalidate ack之后，对数据加锁然后修改数据到高速缓存中
如果加了load操作（StoreLoad屏障可充当加载屏障），从高速缓存中读取数据的时候，如果发现无效队列中有一个invalidate消息，立马会强制把本地高速缓存的数据flag改为I，然后从其他处理器的高速缓存获取最新的值
有序性：
Acquire屏障（相当于LoadLoad屏障与LoadStore屏障的组合）+ Release屏障 （相当于LoadStore屏障与StoreStore屏障的组合）
Acquire屏障：在读操作后插入，禁止该读操作与其后的任何读写操作发生重排序
Release屏障：强制先将写缓冲器里的数据写入高速缓存中，接着读数据的时候强制消费清空无效队列中的validate消息，然后强制读取最新数据 （在一个写操作之前插入，禁止该写操作与其前面的任何读写操作发生重排序）
java内存模型对底层的硬件模型，提供了一个抽象和同一的模型易于理解。
Volatile 和 Sychronized如何通过内存屏障解决可见性和有序性
volatile :
写操作：
读操作：
sychronized：
sychronized优化
- 锁消除 : JIT编译器对sychronized锁做的优化，在编译的时候JIT编译器会通过逃逸分析技术，判断锁对象如果不存在锁竞争情况，那么编译的时候就不用加入monitorenter 和 monitorexit的指令
- 锁粗化：JIT编译器如果发现代码有连续加锁放锁的操作，会合并为一个锁，就是锁粗化。避免频繁加锁释放锁
- 偏向锁：monitorenter 和 monitorexit是要使用CAS操作加锁和释放锁的，开销较大。因此如果发现大概率只有一个线程会主要竞争一个锁，那么会给这个锁维护一个偏好（Bias），后面它加锁和释放锁都是基于Bias执行，不需要通过CAS，提升性能。但是如果有偏好外的线程来竞争，就会收回之前分配的偏好
- 轻量级锁：偏向锁没有成功，尝试使用轻量级锁。就是将对象头的Mark Word里有一个轻量级锁指针，尝试指向持有锁的线程。然后判断是不是自己加的锁，如果是自己加的锁就执行代码。如果不是自己加的锁就加锁失败，膨胀为重量级锁。
- 自旋锁和自适应自旋：共享数据的锁定状态只会持续很短一段时间，为了这段时间去频繁的挂起和恢复线程不值得。所以就让后面请求锁的线程稍等一会，执行一个忙循环（自旋默认十次），这就是自旋锁。JDK6引入了自适应自旋，意味着自选时间不再是固定的，而是根据你之前获得锁的情况，如果jvm认为你很大可能获得锁，那么就多自旋一会。如果认为你获取锁的机会概率很小，那么自旋的时间就会很短甚至取消。