正确使用 volatile 的模式
很多并发性专家事实上往往引导用户远离 volatile 变量，因为使用它们要比使用锁更加容易出错。然
而，如果谨慎地遵循一些良好定义的模式，就能够在很多场合内安全地使用 volatile 变量。要始终牢记
使用 volatile 的限制 —— 只有在状态真正独立于程序内其他内容时才能使用 volatile —— 这条规则能够
避免将这些模式扩展到不安全的用例。
模式 #1：状态标志
也许实现 volatile 变量的规范使用仅仅是使用一个布尔状态标志，用于指示发生了一个重要的一次性事
件，例如完成初始化或请求停机。
很多应用程序包含了一种控制结构，形式为 “在还没有准备好停止程序时再执行一些工作”，如清单 2 所示：
清单 2. 将 volatile 变量作为状态标志使用
}
}
volatile boolean shutdownRequested;
...
public void shutdown() { shutdownRequested = true; }
public void doWork() {
while (!shutdownRequested) {
// do stuff
}
}
很可能会从循环外部调用 shutdown() 方法 —— 即在另一个线程中 —— 因此，需要执行某种同步来
确保正确实现 shutdownRequested 变量的可见性。（可能会从 JMX 侦听程序、GUI 事件线程中的操作
侦听程序、通过 RMI 、通过一个 Web 服务等调用）。然而，使用 synchronized 块编写循环要比使
用清单 2 所示的 volatile 状态标志编写麻烦很多。由于 volatile 简化了编码，并且状态标志并不依赖于
程序内任何其他状态，因此此处非常适合使用 volatile。
这种类型的状态标记的一个公共特性是：通常只有一种状态转换； shutdownRequested 标志从 false
转换为 true ，然后程序停止。这种模式可以扩展到来回转换的状态标志，但是只有在转换周期不被察
觉的情况下才能扩展（从 false 到 true ，再转换到 false ）。此外，还需要某些原子状态转换机
制，例如原子变量。
模式 #2：一次性安全发布（one-time safe publication）
缺乏同步会导致无法实现可见性，这使得确定何时写入对象引用而不是原语值变得更加困难。在缺乏同
步的情况下，可能会遇到某个对象引用的更新值（由另一个线程写入）和该对象状态的旧值同时存在。
（这就是造成著名的双重检查锁定（double-checked-locking）问题的根源，其中对象引用在没有同步
的情况下进行读操作，产生的问题是您可能会看到一个更新的引用，但是仍然会通过该引用看到不完全
构造的对象）。
实现安全发布对象的一种技术就是将对象引用定义为 volatile 类型。清单 3 展示了一个示例，其中后台
线程在启动阶段从数据库加载一些数据。其他代码在能够利用这些数据时，在使用之前将检查这些数据
是否曾经发布过。
清单 3. 将 volatile 变量用于一次性安全发布
如果 theFlooble 引用不是 volatile 类型， doWork() 中的代码在解除对 theFlooble 的引用时，将
会得到一个不完全构造的 Flooble 。
该模式的一个必要条件是：被发布的对象必须是线程安全的，或者是有效的不可变对象（有效不可变意
味着对象的状态在发布之后永远不会被修改）。volatile 类型的引用可以确保对象的发布形式的可见性，
但是如果对象的状态在发布后将发生更改，那么就需要额外的同步。
public class BackgroundFloobleLoader {
public volatile Flooble theFlooble;
public void initInBackground() {
// do lots of stuff
theFlooble = new Flooble(); // this is the only write to theFlooble
}
}
public class SomeOtherClass {
public void doWork() {
while (true) {
// do some stuff...
// use the Flooble, but only if it is ready
if (floobleLoader.theFlooble != null)
doSomething(floobleLoader.theFlooble);
}
}
}
模式 #3：独立观察（independent observation）
安全使用 volatile 的另一种简单模式是：定期 “发布” 观察结果供程序内部使用。例如，假设有一种环境
传感器能够感觉环境温度。一个后台线程可能会每隔几秒读取一次该传感器，并更新包含当前文档的
volatile 变量。然后，其他线程可以读取这个变量，从而随时能够看到最新的温度值。
使用该模式的另一种应用程序就是收集程序的统计信息。清单 4 展示了身份验证机制如何记忆最近一次
登录的用户的名字。将反复使用 lastUser 引用来发布值，以供程序的其他部分使用。
