Java中怎么实现多线程的可见性与有序性

Java中的多线程是一种重要的编程概念，它可以显著提高程序的性能。但是在多线程编程中，可见性和有序性是非常重要的概念，因为如果不注意这些问题，可能会导致线程不安全的问题。那么，在Java中，如何实现多线程的可见性和有序性呢？

一、可见性

在多线程中，可见性是指一个线程修改了共享变量的值，但是其他线程看不到这个值的变化。也就是说，一个线程所做的修改只能对它自己可见，而其他线程无法感知这个变化。

解决可见性问题的方法有两种：

1.使用volatile关键字

volatile关键字可以确保变量的可见性。volatile关键字的作用是将修饰后的变量从线程的私有内存中拷贝到公共内存中，这样就可以保证各个线程访问该变量时，都是访问的同一个内存单元。

举个例子，比如，我们有一个变量num，多个线程都会去修改这个变量的值，我们可以将其定义为volatile变量：

public volatile int num = 0;

2.使用synchronized关键字

synchronized关键字可以确保代码块在同一时间只会被一个线程执行。如果某个线程在执行这段代码块时，其他线程需要访问这个变量，那么它们必须等待该线程执行完后才能进行访问。这样就能保证代码块中的变量对所有线程都是可见的。

举个例子，如果要确保变量num对所有线程都可见，可以使用如下代码：

synchronized(this) {

    num++;

}

二、有序性

在多线程中，有序性是指指令的执行顺序。如果没有保证正确的指令顺序，会导致程序的结果出错。在Java中，有序性问题主要是指在指令重排时的问题。

解决指令重排的方法有两种：

1.使用volatile关键字

在Java中，volatile关键字不仅可以解决可见性问题，还能够保证有序性。具体来说，使用volatile关键字修饰变量时，JVM会禁止CPU和编译器对该变量的指令进行重排，保证所有线程对该变量的访问顺序与程序编写的顺序一致。

举个例子，如果要确保多线程对同一变量的操作是有序的：

public volatile int num = 0;

public void test() {

    num = 1;

    int x = num;

}

2.使用synchronized关键字

在Java中，synchronized关键字也能够保证有序性。因为synchronized锁住的是对象或方法，当线程在一个synchronized代码块中执行时，其他线程必须等待当前线程执行完毕后才能进入该代码块。这样就可以保证代码块中的指令顺序与程序编写的顺序一致。

举个例子，如果要确保多线程对同一变量的操作是有序的：

synchronized(this) {

    num = 1;

    int x = num;

}

虽然synchronized关键字能够解决有序性和可见性问题，但是在实际应用中，更推荐使用volatile关键字来解决这些问题。因为synchronized关键字的性能比volatile差很多，而且实现起来也比较麻烦。