神奇的Volatile关键字

volatile关键字的作用、原理

在只有双重检查锁，没有volatile的懒加载单例模式中，由于指令重排序的问题，我确实不会拿到两个不同的单例了，但我会拿到“半个”单例。

而发挥神奇作用的volatile，可以当之无愧的被称为Java并发编程中“出现频率最高的关键字”，常用于保持内存可见性和防止指令重排序。

保持内存可见性

内存可见性（Memory Visibility）：所有线程都能看到共享内存的最新状态。

失效数据

以下是一个简单的可变整数类：

public class MutableInteger {
    private int value;
    public int get(){
        return value;
    }
    public void set(int value){
        this.value = value;
    }
}

MutableInteger不是线程安全的，因为get和set方法都是在没有同步的情况下进行的。如果线程1调用了set方法，那么正在调用的get的线程2可能会看到更新后的value值，也可能看不到。

解决方法很简单，将value声明为volatile变量：

private volatile int value;

神奇的volatile关键字

神奇的volatile关键字解决了神奇的失效数据问题。

Java变量的读写

Java通过几种原子操作完成工作内存和主内存的交互：

1. lock：作用于主内存，把变量标识为线程独占状态。
2. unlock：作用于主内存，解除独占状态。
3. read：作用主内存，把一个变量的值从主内存传输到线程的工作内存。
4. load：作用于工作内存，把read操作传过来的变量值放入工作内存的变量副本中。
5. use：作用工作内存，把工作内存当中的一个变量值传给执行引擎。
6. assign：作用工作内存，把一个从执行引擎接收到的值赋值给工作内存的变量。
7. store：作用于工作内存的变量，把工作内存的一个变量的值传送到主内存中。
8. write：作用于主内存的变量，把store操作传来的变量的值放入主内存的变量中。

volatile如何保持内存可见性

volatile的特殊规则就是：

• read、load、use动作必须连续出现。
• assign、store、write动作必须连续出现。

所以，使用volatile变量能够保证:

• 每次读取前必须先从主内存刷新最新的值。
• 每次写入后必须立即同步回主内存当中。

也就是说，volatile关键字修饰的变量看到的随时是自己的最新值。线程1中对变量v的最新修改，对线程2是可见的。

volatile为什么没有原子性

例如你让一个volatile的integer自增（i++），其实要分成3步：1）读取volatile变量值到local； 2）增加变量的值；3）把local的值写回，让其它的线程可见。这期间主内存中的值可能被其他修改，再将值覆盖会导致其失效。AtomicXXX具原子性是使用了CAS(比较并交换)。

原文：https://www.cnblogs.com/monkeysayhi/p/7654460.html