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volatile解读

2023-07-25 60

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简介： volatile解读

关键字volatile在Java中本质上是一种修饰符，它用来修饰变量。

volatile关键字在多线程编程中非常重要，它保证了多个线程之间变量的可见性和有序性。

volatile修饰变量的特性

可见性

被volatile修饰的变量对于所有线程都是可见的，即当一个线程修改volatile变量的值后，其他线程立即可见修改后的值。写完后立即刷新回主内存并及时发出通知，大家可以去主内存拿最新版，前面的修改对后面所有线程可见，

1. public class interruptDemo {
2. static volatile boolean isStop = false;
3. 
4. public static void main(String[] args) {
5. new Thread(() -> {
6. while (true) {
7. if (isStop) {
8.                     System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t isStop被修改为true，程序停止");
9. break;
10.                 }
11.                 System.out.println("t1 is come in ...");
12.             }
13. 
14.         }, "t1").start();
15. try { TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(20); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
16. new Thread(() -> {
17.             isStop = true;
18.         }, "t2").start();
19. 
20. 
21.     }
22. }

有序性（禁止指令重排序）

VM会对代码进行优化，其中包括指令重排序，如果一个操作的结果并不影响程序的正确性，那么JVM很有可能会将此操作与其后面的操作交换执行顺序。而在多线程环境中，这种指令重排序可能会导致程序输出不正确的结果，因此使用volatile关键字可以禁止指令重排序优化。

重排序是指编译器和处理器为了优化程序性能而对指令序列进行重新排序的一种手段，有时候会改变程序语句的先后顺序

不保证原子性

volatile修饰的变量仅仅保证了可见性和禁止指令重排序优化，但不保证它的操作具有原子性。对于需要具备原子性的操作，需要使用synchronized关键字或者使用Java.util.concurrent.atomic包中的原子类。

volatile的内存语义

当写一个volatile变量时，JMM会把该线程对应的本地内存中的共享变量值立即刷新回主内存中。.

当读一个volatile变量时，JMM会把该线程对应的本地内存设置为无效，重新回到主内存中读取最新共享变量

所以volatile的写内存语义是直接刷新到主内存中，读的内存语义是直接从主内存中读取。

内存屏障

在Java中，内存屏障是一种机制，用于保障程序在多线程环境中的数据一致性。它可以保证指令的执行顺序，避免出现线程安全问题。

内存屏障(也称内存栅栏，屏障指令等，是一类同步屏障指令，是CPU或编译器在对内存随机访问的操作中的一个同步点，使得此点之前的所有读写操作都执行后才可以开始执行此点之后的操作)，避免代码重排序。内存屏障其实就是一种JVM指令，Java内存模型的重排规则会要求Java编译器在生成JVM指令时插入特定的内存屏障指令，通过这些内存屏障指令，volatile实现了Java内存模型中的可见性和有序性(禁重排)