Java 程序中怎么保证多线程的运行安全？

并发操作中的3大问题：原子性问题，可见性问题，有序性问题

原子性：一个或者多个操作在 CPU 执行的过程中不被中断的特性
可见性：一个线程对共享变量的修改，另外一个线程能够立刻看到
有序性：程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行

问题产生的原因

线程切换带来的原子性问题

案列：
假设为一个32位的变量赋值包括两个过程：为低16位赋值，为高16位赋值。可能发生一种情况：当将低16位数值写入之后，突然被中断，而此时又有一个线程去读取该变量的值，那么读取到的就是错误的数据。

缓存导致的可见性问题

案例：

//线程1执行的代码
int i = 0;
i = 10;
 
//线程2执行的代码
j = i;

假若执行线程1的是CPU1，执行线程2的是CPU2。由上面的分析可知，当线程1执行 i =10这句时，会先把i的初始值加载到CPU1的高速缓存中，然后赋值为10，那么在CPU1的高速缓存当中i的值变为10了，却没有立即写入到主存当中。此时线程2执行 j = i，它会先去主存读取i的值并加载到CPU2的缓存当中，注意此时内存当中i的值还是0，那么就会使得j的值为0，而不是10。这就是可见性问题，线程1对变量i修改了之后，线程2没有立即看到线程1修改的值。

编译优化带来的有序性问题

案列：

//线程1:
context = loadContext();   //语句1
inited = true;             //语句2
 
//线程2:
while(!inited ){
  sleep()
}
doSomethingwithconfig(context);

由于语句1和语句2没有数据依赖性，因此可能会被重排序。假如发生了指令重排序，在线程1执行过程中先执行语句2，而此是线程2会以为初始化工作已经完成，那么就会跳出while循环，去执行doSomethingwithconfig(context)方法，而此时context并没有被初始化，就会导致程序出错。

解决办法

JDK Atomic开头的原子类、synchronized、LOCK，可以解决原子性问题
synchronized、volatile、LOCK，可以解决可见性问题（volatile不能解决原子性问题，可以解决有序性问题）
synchronized、LOCK、volatile、Happens-Before 规则可以解决有序性问题

参考文献

https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html