JAVA-Volatile

Volatile关键字

java编程语言允许线程访问共享变量，为了确保共享变量能被准确和一致的更新，线程应该确保通过排他锁单独获得这个变量。Java语言提供了volatile，在某些情况下比锁更加方便。如果一个字段被声明成volatile，java线程内存模型确保所有线程看到这个变量的值是一致的。

机器硬件CPU与JMM

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Volatile关键字的作用

volatile作用：让其他线程能够马上感知到某一线程多某个变量的修改

• 保证可见性:对共享变量的修改，其他的线程马上能感知到
• 保证有序性:禁止重排序（编译阶段、指令优化阶段）volatile之前的代码不能调整到他的后面，volatile之后的代码不能调整到他的前面
• 不能保证原子性：
  举个例子：

  public class Test {
      public volatile int inc = 0;
  
      public void increase() {
          inc++;
      }
  
      public static void main(String[] args) {
          final Test test = new Test();
          for(int i=0;i<10;i++){
              new Thread(){
                  public void run() {
                      for(int j=0;j<1000;j++)
                          test.increase();
                  };
              }.start();
          }
  
          while(Thread.activeCount()>1)  //保证前面的线程都执行完
              Thread.yield();
          System.out.println(test.inc);
      }
  }

  线程1对变量进行读取操作之后，被阻塞了的话，并没有对inc值进行修改。然后虽然volatile能保证线程2对变量inc的值读取是从内存中读取的，但是线程1没有进行修改，所以线程2根本就不会看到修改的值。

Volatile实现原理

Java代码	instance = new Singleton();//instance是volatile变量
汇编代码	0x01a3de1d: movb $0x0,0x1104800(%esi); 0x01a3de24: lock addl $0x0,(%esp);

有volatile变量修饰的共享变量进行写操作的时候会多第二行汇编代码，通过查IA-32架构软件开发者手册可知，lock前缀的指令在多核处理器下会引发了两件事情。

• 将当前处理器缓存行的数据会写回到系统内存。
• 这个写回内存的操作会引起在其他CPU里缓存了该内存地址的数据无效。

Volatile的使用场景

• 状态标志（开关模式）

  public class ShutDowsnDemmo extends Thread{
      private volatile boolean started=false;
  
      @Override
      public void run() {
          while(started){
              dowork();
          }
      }
      public void shutdown(){
          started=false;
      }
  }

• 双重检查锁定（double-checked-locking）
• 需要利用顺序性

volatile与synchronized的区别

1. 使用上的区别:
   Volatile只能修饰变量，synchronized只能修饰方法和语句块
2. 对原子性的保证:
   Volatile不能保证原子性，synchronized可以保证原子性
3. 对可见性的保证:
   都可以保证可见性，但实现原理不同;Volatile对变量加了lock，synchronized使用monitorEnter和monitorexit
4. 对有序性的保证:
   Volatile能保证有序，synchronized可以保证有序性，但是代价（重量级）并发退化到串行
5. 其他:
   Volatile不会引起阻塞，synchronized引起阻塞