學習volatile:1. 保證可見性 2. 不保證原子性 3. 禁止指令重排

談談對volatile的理解

volatile是Java虛擬機提供的輕量級同步機制

1. 保證可見性
2. 不保證原子性
3. 禁止指令重排

1. 保證可見性

public class JMMDemo {
    // 不加 volatile 程序就會死循環！
    // 加 volatile 可以保證可見性
    private volatile static int num = 0;

    public static void main(String[] args) { // main

        new Thread(()->{ // 線程 1 對主內存的變化不知道的
            while (num==0){

            }
        }).start();

        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        num = 1;
        System.out.println(num);

    }
}

2. 不保證原子性

原子性我們在學數據庫的時候有講過，就是不可分割，在這裏是指一個線程在執行任務的時候，是不能被打擾的，也不能被分割，要麼同時成功，要麼同時失敗。

// volatile 不保證原子性
public class VDemo02 {

    // volatile 不保證原子性
    // private volatile static int num=0;//用這行代碼的話輸出結果不是2萬
    // 我們知道加lock和synchronized可以保證原子性
    //如果不通過加鎖的話，來使volatile保證原子性，我們可以通過原子類的 Integer
    private volatile static AtomicInteger num = new AtomicInteger();

    public static void add(){
        // num++; // 不是一個原子性操作
        num.getAndIncrement(); // AtomicInteger + 1 方法， CAS
    }

    public static void main(String[] args) {

        //理論上num結果應該爲 2 萬
        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
            new Thread(()->{
                for (int j = 0; j < 1000 ; j++) {
                    add();
                }
            }).start();
        }

        while (Thread.activeCount()>2){ // main  gc
            Thread.yield();
        }

        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + num);


    }
}

通過原子類 可以來解決volatile的不保證原子性問題，原子類的底層都是直接和操作系統掛鉤，在內存中直接修改值。

3. 禁止指令重排

我們寫的代碼背後都是一個指令一個指令去執行的。

代碼的執行流程如下：
源代碼–>編譯器喲花的重排–>指令並行也可能重排–>內存系統也會重排–>執行
處理器在進行指令重排的時候，考慮：數據之間的依賴性

int x=1;//1
int y=2;//2
x=x+y;//3
y=y*y;//4

我們期望的結果是1234 但是可能執行的時候就變成2134 1324

可能造成的影響的結果：abxy這四個默認值都是0；

線程A	線程B
x=a	y=b
b=1	a=2

正常的結果：x=0;y=0;但是看由於指令重排

線程A	線程B
b=1	a=2
x=a	y=b

指令重排導致的詭異結果：x=2;y=1;

通俗講volatile可以避免指令重排
內存屏障，CPU指令，作用：

1. 保證特定的執行順序
2. 可以保證某些變量的內存可見性（利用這些特性實現了可見性）
   

本文爲學習狂神說的JUC課程的筆記，課程地址：https://www.bilibili.com/video/BV1B7411L7tE?p=32