Java 中的原子性、可见性、有序性 是并发编程三大核心特性（也叫线程安全的三大基石），直接决定了多线程环境下程序是否会出现“诡异”行为。
下面用最清晰的方式解释这三个概念、为什么会丢失、怎么保证，以及常见实现手段（2026视角，JDK 8~21 行为一致）。
1. 三大特性对比表（最常背的面试版本）
| 特性 | 通俗定义 | 丢失的典型表现 | Java 中最常见的保证手段 | 是否由 JMM 强制保证 |
|---|---|---|---|---|
| 原子性 | 操作要么全做完，要么全不做，不可分割 | i++ 变成 i=0 → i=1（而不是 i=2） | synchronized / Lock / AtomicXXX / CAS | 否（只保证部分操作） |
| 可见性 | 一个线程改了共享变量，其他线程马上能看到 | 线程A改flag=true，线程B永远看不到 | volatile / synchronized / Lock / final（部分场景） | 部分（volatile 强制） |
| 有序性 | 代码的执行顺序 ≈ 写的顺序（禁止随意重排） | 初始化没完成就看到对象（DCL单例失效） | volatile / synchronized / happens-before 规则 | 部分（as-if-serial + JMM规则） |
2. 逐个拆解（带经典反例）
（1）原子性（Atomicity）
定义：一个或多个操作在 CPU 执行的过程中不允许被打断，要么全部成功，要么全部失败。
最经典的反例 —— i++ 不是原子操作（高中生级别常考）
int i = 0;
void increment() {
i++; // 实际是三步：1.读 2.加1 3.写回
}多线程执行 10000 次 increment()，结果往往不是 10000。
为什么三步？（字节码视角）
getfield #2 // 读 i
iconst_1
iadd
putfield #2 // 写回 i如何保证原子性？
synchronized/ReentrantLock（锁住整段代码）AtomicInteger、AtomicLong等原子类（CAS + 自旋）LongAdder、DoubleAdder（高并发分段累加，性能更好）
（2）可见性（Visibility）
定义：一个线程对共享变量的修改，对后续访问该变量的其他线程立即可见。
经典反例 —— while 死循环不退出
volatile boolean running = true; // 注释掉 volatile 就会死循环（很多机器上）
new Thread(() -> {
while (running) { /* 空转 */ }
System.out.println("stopped");
}).start();
Thread.sleep(100);
running = false; // 主线程改了，子线程不一定马上看到原因：
现代 CPU + JVM 有工作内存（本地缓存），线程不一定立刻把修改刷回主内存，其他线程也不一定立刻从主内存重新加载。
保证可见性的手段：
volatile：最轻量、最直接（写后立即刷回主存，读时强制从主存取）synchronized：进入/退出 monitor 时自动做内存屏障（flush + invalidate）final：构造器结束前写 final 字段，对其他线程可见（JMM 强保证）Lock的unlock()/lock()也有内存语义
（3）有序性（Ordering）
定义：程序代码的执行顺序与代码书写顺序一致（至少“看起来”一致）。
为什么会乱序？ 有两种重排序：
- 编译器重排（javac / JIT）
- CPU 指令级重排序（Store Buffer、Invalidate Queue 等）
经典反例 —— 双重检查锁（DCL）单例的经典错误写法
class Singleton {
private static Singleton instance; // 没 volatile
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) { // 第一次检查
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) { // 第二次检查
instance = new Singleton(); // 非原子！可能重排序
}
}
}
return instance;
}
}问题：new Singleton() 可能被重排成：
- 分配内存
- 把引用指向内存（此时对象还没初始化完）
- 调用构造方法
其他线程看到 instance != null，但对象字段还没初始化 → NPE 或逻辑错误。
解决：在 instance 上加 volatile（JDK 5+ 有效）
private static volatile Singleton instance;volatile 禁止它前后的指令重排序 + 提供内存可见性。
3. 2026 年最常考的总结口诀
- 原子性：管“做不做完”，防“半截操作”
- 可见性：管“看不看得见”，防“缓存看不到更新”
- 有序性：管“执行顺序对不对”，防“重排序搞乱逻辑”
一句话记住三者的关系：
可见性是有序性的前提，原子性是可见性的保障，三者缺一不可才能真正线程安全。
最常用组合手段对比（面试爱问）：
| 手段 | 原子性 | 可见性 | 有序性 | 使用场景建议 |
|---|---|---|---|---|
| synchronized | 有 | 有 | 有 | 普通同步块、方法 |
| volatile | 无 | 有 | 有 | 状态标志、单次发布 |
| AtomicXXX | 有 | 有 | 有 | 计数器、引用更新 |
| Lock | 有 | 有 | 有 | 需要中断、超时、条件队列 |
| final | — | 有 | 有 | 不可变对象、构造函数安全发布 |
有想看某个具体例子（比如 volatile + Atomic 的组合、happens-before 规则细节、禁止重排序的内存屏障原理），可以继续问～
