cpu是如何使用內存的
談voliate之前就不得不談一談cpu和們的主存之間的關係。CPU的運算處理速度與內存讀寫速度的差異非常巨大，爲了解決這種差異充分利用CPU的使用效率，就開始在CPU處理器和內存之間加了一層緩衝區。
注意：所以所謂的本地內存，主內存都是抽象概念，並不一定就真實的對應cpu緩存和物理內存。當然如果是出於理解的目的，這樣對應起來也無不可。
但是高速緩存在解決cpu的內存速度不一致問題的同時，也引起了新的問題，那就是共享數據的不一致性。解決這個問題最簡單的方法是用Synchronized關鍵字。Synchronized關鍵字能同時解決程序執行的“原子性”，“可見性”，和“有序性”。當我們獲得鎖的時候，執行同步代碼，線程會被強制從主內存中讀取數據，先把主內存的數據複製到本地內存，然後在本地內存進行修改，在釋放鎖的時候，會把數據寫回主內存。但是這樣做的效率無異會很低。這時候就引入了voliate
voliate
前面說了，如果要解決共享數據的安全性，要保證三個條件：可見性，有序性 和 原子性。
voliate能保證可見性和有序性。
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可見性保證：
- CPU對volatile修飾變量的內存副本修改會立刻同步回主內存。
- 對其他核心立即可見，這個的意思是，如果其他核心如果緩存了被修改的volatile修飾變量，那其他核心副本就會立刻失效。然後從主存中獲取最新的數據。
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有序性保證：
主要就是防止指令重排。有volatile修飾的變量，賦值操作後加內存屏障，防止內存屏障後面的語句重排到賦值操作之前。防止在拿到變量之後賦值操作還沒完成。
舉個例子：
在單例模式中，Instance inst = new Instance(); 這一句，就不是原子操作，它可以分成三步原子指令：
1，分配內存地址；
2，new一個Instance對象；（這裏加內存屏障）
3，將內存地址賦值給inst；
但是voliate是沒法保證原子性，例如像n++這種組合操作。
針對num++這類複合類的操作，可以使用java併發包中的原子操作類原子操作類是通過循環CAS的方式來保證其原子性的。
CAS方式
CAS指令執行時，當且僅當內存地址V的值與預期值A相等時，將內存地址V的值修改爲B，否則就什麼都不做。整個比較並替換的操作是一個原子操作。
CAS方式的原子性在api層面是無法實現的。因爲判斷相等到值替換中間我們的數據有可能被其他線程更改。所以cas實際上是從硬件層面或者說cpu層面來實現的。
這個操作主要是通過：c++編寫的Atomic::cmpxchg指令實現的，這個指令在不同架構的cpu下實現不一樣。使用該方法的大體上邏輯如下：
1.通過判斷是否是多核cpu來給決定是否給該方法上鎖標誌。因爲單核情況下一次只有一個線程能運行，在判斷和賦值中間一般不會發生中斷而導致切換線程，所以不用擔心屬數據被更改。
2. 如果遇到帶有lock前綴的指令，那在此期間會鎖定從cpu通往內存的總線（總線鎖定）。但是鎖定總線代價較高，其他cpu上運行的線程即便訪問的不是共享數據，也是無法通過總線來訪問數據。爲此引入了緩存鎖定，只需要鎖定緩存在cpu本地內存數據對應的主內存數據即可。