锁是解决三大问题最趁手的工具。其背后的实现逻辑是一套上传下达的规则，让程序员的想法能被CPU听到。本节先介绍其背后的happens-before和CAS。

    happens-before作为规则，用于有序性、可见性。CAS是扎扎实实的保证原子性的操作，但其背后也是一种上传下达的规则设计。

happens-before解决可见性和有序性

JVM内存模型与操作系统内存模型

静态布局，JVM运行时数据区模型可以分为：

• 共享内存：堆、方法区。
• 独有内存：虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器。

• 共享内存≈RAM
• 工作内存≈CPU写缓存+L1/L2/L3高速缓存+CPU寄存器。

happens-before：三方约定

• volatile变量： 对一个 volatile 变量的写操作happens-before 于后续对这个变量的读操作。也就是说，每次读取volatile变量的时候，都保证其已经实现了多线程同步。
• 线程内保证"类似单线程"：单个线程内，前面的操作 heppens-before后面的操作。约等于as-if-serial
• 锁规定：对一个锁的解锁happens-before随后的加锁。
• start()规定：线程A如果ThreadB.start()线程,则A的ThreadB.start() heppens-before线程B中任意操作。
• join()规定：线程A如果ThreadB.join()线程并成功返回，线程B的任意操作都happens-before线程A的ThreadB.join()。
• 传递性：如果A happens-before B，B happens-before C, 则A heppens-before C。

happens-before实现原理：内存屏障

• StoreLoad：例如Store1 StoreLoad Load2，则说明，在进行Load2之前，必须先进行Store1
• LoadStore：例如Load1 LoadStore Store2，则说明，在进行Store2之前，必须先进行Load1。
• StoreStore：xxx
• LoadLoad：xxx

对happens-before的高级封装-锁

• Synchronized(classA) ：对一个锁的解锁Happens-Before 于随后对这个锁的加锁 ；

• volatile a：写a happens-before 读a。如果线程1已经实现了写回a=1(写到写缓存)，后续线程2读的时候，一定能看到a=1。

CAS和锁解决原子性

操作系统的原子操作