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目录。

• 一、导读。
• 二、概览。
• • 2.1 作用。
  • 2.2 多线程共享变量的访问过程。
  • 2.3 为什么多线程会出现可见性问题？
  • 2.4 如何实现volatile的可见性？
  • 2.5 禁止指令如何重新排序？
  • 2.6 举例。
  • 2.7 来答题。
• 三、原理。
• • 3.2 使用场景：
• 四、 推荐阅读。

一、导读。

继续学习Java基础知识，温故知新。

二、概览。

volatile Java关键字，可用于修改变量󿀌volatile又称轻量级synchronized，运行时的开销比 synchronized更小。

2.1 作用。

1、确保共享变量在线程间的同步，实现可见性。
2、禁止处理器重排序。

2.2 多线程共享变量的访问过程。

线程执行时󿀌首先将主存数据复制到本线程本地�操作完成后，将结果从线程本地刷到主存。
请看下图，多线程时间共享变量操作的值在红色区域。

2.3 为什么多线程会出现可见性问题？

由CPU缓存引起的可见性，CPU 增加缓存，以平衡和内存的速度差，导致 可见性问题。
在多线程环境下，多个线程同时访问共享变量，由于不同线程的执行顺序和时间不确定，在其他线程中，一个线程对共享变量的修改可能是看不见的。可以参考上述共享变量的访问流程。

2.4 如何实现volatile的可见性？

volatile不允许在线程中进行缓存和重排序c;直接修改内存󿀌因此，其他线程是可见的。

volatile修改的变量读写时，都会直接刷主存，因此，变量是可见的。

2.5 禁止指令如何重新排序？

volatile通过编译器生成字节码，将“内存屏障”添加到指令序列中，以禁止指令重新排序。

当一个变量被修改时，#xff0c;表示变量为“易变”（volatile）或“不稳定”（unstable），这意味着该变量的值可能是其他线程（或者过程�修改。

注意：volatile 关键字只能保证线程之间的同步，不能保证线程安全。。
确保线程安全，需要使用其它同步机制༌比如 synchronized 关键字或者 Lock 接口。

volatile有。可见性、有序性。，但不具有原子性，因此，线程不安全。

2.6 举例。

• 不要使用volatile关键词。

禁止线程缓存变量结果。可见性问题主要是指共享变量值࿰的线程修改c;另一个线程看不见。可见性问题的主要原因是每个线程都有自己的高速缓存区——线程工作内存。例：// Thread-A。new。Thread。(。"Thread A")。{ 。singleton。 =new。Singleton。(。)。;}。}。}。return。singleton。;}。}。一个对象实际上可以分为三个步骤：*。内存空间的分配。*。对象的初始化。*。相应引用内存空间的地址。但是，由于操作系统可以重新排序指令，因此，上述过程也可能变成以下过程：*。内存空间的分配。*。相应引用内存空间的地址。*。如果初始化对象是这个过程，未初始化的对象可能会在多线程环境中暴露出来，导致不可预测的结果。所以，为了防止这个过程的重新排序，我们需要将变量设置为。volatile。类型变量。

• 使用volatilel 保证原子性：单读/写。

对。volatile。单读变量。/。写作操作可以保证原子性，如。long。和。double。类型变量󿀌但是i不能保证。++这种操作的原子性，因为本质上i。++读写两次操作，确保多步原子性，可以通过。AtomicInteger。或者。Synchronized。实现，本质上是cas操作。

2.7 来答题。

• 问题1： i++为什么不能保证原子性？

i。++其实是复合操作，包括三步：*。读取i的值。*。对i加。1。。*。将i的值写回内存。 volatile。不能保证这三个操作是原子，可以通过。AtomicInteger。或者。Synchronized。来保证。+1。操作原子性。 

• 问题2： 为什么要使用volatile共享long和double变量？

因为。long。和。double。两种数据类型的操作可分为高。32。位和低。32。两部分，所以很普通。long。或。double。类型读。/。写作可能不是原子。所以，鼓励大家分享。long。和。double。变量设置为。volatile。类型，这样可以保证在任何情况下都是对的。long。和。double。的单次读。/。所有的写作操作都有原子性。

三、原理。

采用“内存屏障”实现JVM底层volatile，加入volatile关键字将会有更多的lock前缀指令。
内存屏障󿀌又称内存栅栏󿀌是一个 CPU 指令。

1、编译生成使用javac命令.class文件，
2、然后用javap命令反编译查看.class文件信息，在字节码信息中可以看到更多的指令。

为确保每个处理器的缓存是一致的，实现了缓存一致性协议(MESI)，每个处理器通过嗅探在总线上传播的数据来检查缓存值是否过期，当处理器发现缓存行对应的内存地址被修改，将当前处理器的缓存行设置为无效状态，当处理器修改此数据时，将数据从系统内存读取到处理器缓存中。

volatile 通过这种机制，每个线程都可以获得该变量的最新值。

volatile 通过这种机制，每个线程都可以获得该变量的最新值。

3.2 使用场景：

• 解决变量可见性要求，但是对阅读顺序没有要求。
  volatile特性：
  (1)volatile只能用于变量级别。
  (2)volatile只能实现变量修改的可见性，不能保证原子性󿀌volatile + cas 原子性࿰实现了c;比如atomic包下面的类。
  (3)volatile不会造成线程堵塞。

(4)编译器不会优化volatile标记的变量。

四、 推荐阅读。

【Java基础】原子性、可见性和有序性。

Java可见性[Java基础] Happens-before。

[Java基础]java-Synchronized面试android。

[Java基础]java-android面试-线程状态。

【Java基础】线程相关。

[Java基础]java 异常。

[Java基础]java 反射。

[Java基础]java 泛型。

java注释[Java基础]。

java动态代理[Java基础]。

[Java基础]Java SPI。

[Java基础]Java SPI 二 之 Java APT。