synchronized 如何保证原子性、可见性、有序性？

一、三大特性

特性	含义
原子性	操作不可分割，要么全做要么全不做
可见性	一个线程改了，其他线程立即看到
有序性	不被指令重排

二、原子性

synchronized 代码块同一时刻只允许一个线程进入：

synchronized (lock) {
    i++;
}

锁内代码作为整体执行，其他线程不能插入。底层是 monitor 的计数器和 OS 互斥量。

三、可见性

synchronized 释放锁时，会把所有修改刷回主内存；获取锁时，会清空工作内存，从主内存重新读。

线程 A 释放锁:
  把工作内存所有写刷新到主内存

线程 B 获取锁:
  清空工作内存，从主内存重新加载

这保证 A 在锁内的修改，B 获取锁后都能看到。

四、有序性

synchronized 禁止两种重排：

• 临界区内的重排不能移出临界区。
• 编译器和 JIT 不会把临界区外的操作重排到临界区内。

但临界区内部的重排是允许的（单线程语义不变）。

五、和 volatile 对比

	synchronized	volatile
原子性	✅	❌
可见性	✅	✅
有序性	✅（禁止移出移入）	✅（禁止 volatile 附近重排）
性能	阻塞，重	无锁，轻

六、底层实现

• 原子性：monitorenter/monitorexit。
• 可见性：锁的内存语义（JMM 规定），底层对应内存屏障。
• 有序性：JIT 和编译器不会把临界区代码重排到锁外。

总结

synchronized 是"万能锁"，三大特性都保证，代价是性能。volatile 只保证可见性和有序性，适合一写多读的状态标志。