特征
被volatile修饰的变量，具有两个特征
- 保证可见性
- 不保证原子性
- 禁止指令重排序
关于内存可见性、原子性、有序性，先来了解一下内存模型吧~
java内存模型（JMM）
- JMM定义了线程和主内存之间的抽相关
- 每个线程都会有一个私有的本地内存，存储了共享变量的副本
- 共享变量存储再主内存中
- image
特性
- 原子性
- 一个操作要么全部执行并且执行的过程不会被打断，要么就不执行（有点像事务）
- 下面举个例子
i = 0; //是原子操作
j = i ; //不是！ 包含两个操作 1.读取i 2.赋值给j
i++; //不是！三个操作 1.读取i 2.+1 3.赋值给i
volatile是无法保证复合操作的原子性。想在多线程环境下保证原子性，可以通过锁、synchronized来确保
- 可见性
- 多线程访问一个变量时，一个线程修改变量的值，其他线程能立即看到。
- 但是，多线程环境下，一个线程修改变量对其他线程是不可见的！
volatile可以保证可见性。当一个变量被volatile修饰之后，该变量被修改后立即更新到内存中，读取的时候会直接从内存中读取。
- 有序性
- 执行的顺序按照代码的先后顺序执行
- 在java内存模型中，为了效率，是允许处理器对指令进行重排序的
volatile禁止指令重排序，来保证一定的有序性
指令重排序：是JVM为了优化指令，提高程序运行效率，在不影响单线程程序执行结果的前提下，尽可能地提高并行度。注意是单线程，多线程情况下会有问题啊
原理
在jvm底层 是采用‘内存屏障’来实现的
-
内存屏障 (Memory Barrier)
- 又叫内存栅栏，是一个cpu指令
- 插入一条MB，会告诉编译器和cpu，什么指令都不能和这条MB指令重排序
- MB会强制刷出各种CPU cache,如一个Write-Barrier将刷出所有再Barrier之前写入cache的数据，因此cpu上的线程都能读取到这些数据的最新版本
-
****如果一个变量是volatile修饰的，JMM会再写入这个字段之后插入Write-Barrier指令，在读这个字段之前插入Read-Barrier指令****，意味着：
- 一个线程写入变量A后，任何线程都可以拿到最新值
-
happens-before
- 两个操作间具有h-b关系，并不以为着前一个操作必须要在后一个操作之前执行。
- 仅仅要求前一个操作的执行结果，对后一个操作可见。且前一个操作按顺序排在后一个操作之前。
应用场景
- 状态量标记
int a = 0;
//修改后立刻对线程可见 比sync lock有一定的效率提升
volatile bool flag = false;
public void write() {
a = 2; //1
flag = true; //2
}
public void multiply() {
if (flag) { //3
int ret = a * a;//4
}
}
- 单例模式的实现 双重检查锁定(DCL)
懒汉模式
class Singleton{
//为了避免初始化操作的指令重排序
private volatile static Singleton instance = null;
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
if(instance==null) { //B
synchronized (Singleton.class) {
if(instance==null)
//在Singleton构造函数体执行之前，变量instance可能成为非null！
instance = new Singleton(); //A
}
}
return instance;
}
}
1.线程1进入到//A处，但在构造函数执行之前。使实例成为非null
2.线程2进入//B处，实例不为null，将instance引用返回。返回了一个构造完整但部分初始化的singleton对象
- 独立观察 获取最近一次登录的用户名
public volatile String lastUser; //发布的信息
public boolean authenticate(String user, String password) {
boolean valid = passwordIsValid(user, password);
if (valid) {
User u = new User();
activeUsers.add(u);
lastUser = user;
}
return valid;
}
- 开销较低的 ‘读-写锁’策略
private volatile int value;
//读操作，没有synchronized，提高性能
public int getValue() {
return value;
}
//写操作，必须synchronized。因为x++不是原子操作
public synchronized int increment() {
return value++;
}
