volatile如何保持内存可见性
Java变量读写：
Java通过几种原子性操作完成工作内存和主内存交互
1.lock：作用于主内存，把变量标识为线程独占状态
2.unlock：作用于主内存，解除独占状态
3.read：作用于主内存，把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存
4.load：作用于工作内存，把read操作传过来的变量值放入工作内存的变量副本中
5.use：作用于工作内存，把工作内存当中的一个变量值传给执行引擎
6.assign：作用于工作内存，把一个从执行引擎接收到的值赋值给工作内存的变量
7.store：作用于工作内存的变量，把工作内存的一个变量的值传送到主内存中
8.write：作用于主内存的变量，把store操作传来的变量的值放入主内存的变量中
volatile的特殊规则就是：
read、load、use动作必须连续出现，assign、store、write动作必须连续出现
所以，使用volatile可以保证：
每次读取前必须先从主内存刷新最新的值，每次写入后必须立即同步回主内存当中
即，volatile关键字修饰的变量看到的随时是自己的最新值，线程1中对变量v的最新修改，对线程2是可见的
volatile如何防止指令重排序
计算机在执行程序时，为了提高性能，编译器和处理器常常会对指令重排，一般分为以下三种：
源代码 -> 编译器优化的重排 -> 指令并行的重排 -> 内存系统的重排 -> 最终执行指令
单线程环境里面确保最终执行结果和代码顺序的结果一致
处理器在进行重排序时，必须要考虑指令之间的数据依赖性
多线程环境中线程交替执行，由于编译器优化重排的存在，两个线程中使用的变量能否保证一致性是无法确定的，结果无法预测。
int x = 11;
int y = 12;
x = x + 5;
y = x * x;
按照正常单线程环境，执行顺序是 1 2 3 4
但是在多线程环境下，可能出现以下的顺序：
- 2 1 3 4
- 1 3 2 4
上述的过程就可以当做是指令的重排，即内部执行顺序，和我们的代码顺序不一样，但是指令重排也是有限制的，即不会出现下面的顺序
- 4 3 2 1
因为处理器在进行重排时候，必须考虑到指令之间的数据依赖性
因为步骤 4：需要依赖于y的申明，以及x的申明，故因为存在数据依赖，无法首先执行
多线程环境中线程交替执行，由于编译器优化重排的存在，两个线程中使用的变量能否保证一致性是无法确定的，结果无法预测，需要通过volatile来修饰，来保证线程安全性
Volatile实现禁止指令重排优化，从而避免了多线程环境下程序出现乱序执行的现象
首先了解一个概念，内存屏障（Memory Barrier）又称内存栅栏，是一个CPU指令，它的作用有两个：
- 保证特定操作的顺序
- 保证某些变量的内存可见性（利用该特性实现volatile的内存可见性）
由于编译器和处理器都能执行指令重排的优化，如果在指令间插入一条Memory Barrier则会告诉编译器和CPU，不管什么指令都不能和这条Memory Barrier指令重排序，也就是说 通过插入内存屏障禁止在内存屏障前后的指令执行重排序优化。
内存屏障另外一个作用是刷新出各种CPU的缓存数，因此任何CPU上的线程都能读取到这些数据的最新版本。
线程安全获得保证
工作内存与主内存同步延迟现象导致的可见性问题
- 可通过synchronized或volatile关键字解决，他们都可以使一个线程修改后的变量立即对其它线程可见
对于指令重排导致的可见性问题和有序性问题
- 可以使用volatile关键字解决，因为volatile关键字的另一个作用就是禁止重排序优化