事先聲明，我只是java併發的新手，這篇文章也只是我閱讀《java併發編程的藝術》一書（內容主要涉及前3章）的一些總結和感悟。希望大家能多多討論，對於錯誤的地方還請指出。

　　0. 簡介

    程式的世界是有層次分明的，每層都對外封裝細節而提供一些方式或者說介面來提供功能，甚至是約束功能來換取正確性等等。那麼接下來，就用分層的思想作為靈魂，各種記憶體模型作為骨架，來簡單討論Java併發的原理。

　　1. 處理器記憶體模型

    我們面對的第一個問題是，一個好的處理器要滿足什麼條件？就像考試的學生一樣，當然是做得又快，對得又多。對於處理器來說一般要滿足兩個條件：
    1. 效率
    2. 正確性

　　1.1 效率

    對於效率來說，處理器提供了很多的機制來滿足這一點，並行，指令流水線，指令重排，緩存機制等等。但這些方式必須加以限制來保證正確性，或者說效率和正確性在一定程度上是相互制約的，我們必須加以權衡，合理折中。

　　1.2 正確性

    那麼怎麼保證正確性呢？同樣除了處理器的一些內部的機制，比如禁止某些指令重排，緩存一致性，匯流排鎖，緩存鎖定等等，同時還向其上層提供了好的方法，比如說記憶體屏障，CAS等等，這些方法、機制會讓上層（通過合理的方式）更好的來保證程式的正確性，就像Java會提供volatile，synchronized等等方式來讓程式員（通過合理的方式）調用保證程式的線程安全。
    讓我們更加深入這個話題，一個程式怎麼樣才叫正確？要滿足什麼性質？簡單來說，有三條性質：
    1. 原子性，就是要麼全部做要麼全不做，需要硬體的配合，比如CAS。
    2. 可見性，由於緩存的存在，要讓一個處理器處理的結果對其他處理器可見，首先要把緩存寫入記憶體。
    3. 順序性，程式必須保持一定的順序依次的產生結果。

    註意，處理器的很多機制可以保持其中多種性質，比如記憶體屏障就可以把緩存刷新進入記憶體，而其他處理器的緩存無效來保證可見性，和通過禁止指令重排來保證順序性。比如匯流排鎖，緩存鎖定，緩存一致性就通過各種方式來保證順序性和原子性。

　　2. java記憶體模型

    好了我們更上一層樓，我們剛剛說在下一層（處理器）提供了各種機制來保證效率和正確性，而這一層正是要使用這些機制來到達這一層，也就是JRE和編譯器的正確性和效率。
    JMM（即java記憶體模型）同處理器模型一樣，也有很多的機制，包括各種優化。對外也提供volatile，synchronized和臭名昭著的concurrent包。上層的程式員也要使用（合理的方式）這些Java語言和包來保證線程安全。以下簡單敘述一些本層次與上一層次的依賴（註意，synchronized因為JMM的優化可以分為3種）

    1. final域 -> 記憶體屏障

    2. volatile -> 記憶體屏障（位元組碼層次）-> 記憶體屏障（處理器層次）

    3. synchronized -> 偏向鎖 + 輕量級鎖 + 互斥鎖
    偏向鎖 -> CAS
    輕量級鎖 -> CAS
    互斥鎖 -> moniter -> 原子級處理器指令

    4. concurrent包 -> volatile + CAS

    註意CAS實現concurrent包中的原子操作可能會有三大問題：
    1. ABA問題。（解決辦法：在變數前增加版本號）
    2. 迴圈時間長開銷大。（解決辦法：pause指令）
    3. 只能保證一個共用變數的原子操作。（解決辦法：用鎖或著合併操作）

    JMM把各種控製程序順序性的機制抽象成文字形式，就是happens-before。其目的就是向Java開發者屏蔽特定平臺的底層細節，設計的程式只要遵守happens-before就可以保證正確性。

　　3. 程式員

    這是最上面的層次，簡單來說就是來利用好下層提供的機制來更好的編程。我想這也是我們要學習java併發原理的原因。