【Java貓說】Java多線程以內存可見性（下篇）

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上一次咱們說到synchronized互斥代碼的實現過程，若是有忘記或不清楚的能夠去上篇看看。
【Java貓說】Java多線程以內存可見性（上篇）

今天咱們瞭解下重排序。

其使代碼書寫的順序與實現執行的順序不一樣，指令重排序是編譯器或處理器爲了提升程序性能而作的優化，能夠分爲
一、編譯器優化的重排序（編譯器優化）
二、指令級並行重排序（處理器優化）
三、內存系統的重排序（處理器優化）

而as-if-serial語義原則是指：不管如何重排序，程序執行的結果應該與代碼順序執行的結果一致（Java編譯器、運行時和處理器都會保證Java在單線程下遵循as-if-serial語義）

int num1 = 1;
int num2 = 2;
int sum = num1 + num2;

對於執行的單線程而言，第一、2行的順序能夠重排，但第3行不能
由此，重排序並不會給單線程帶來內存可見性問題

可是在多線程中程序交錯執行時，重排序可能會形成內存可見性問題

這裏羅列了幾個緣由，致使共享變量在線程間不可見的緣由：
一、線程的交叉執行（synchronized原子性）
二、重排序結合線程交叉執行（synchronized原子性）
三、共享變量更新後的值沒有在工做內存與主內存間及時更新（synchronized可見性）

而對於另外一個對象volatile而言其實現了可見性，可是不能保證原子性（不能保證volatile變量符合操做是的原子性）

深刻來講，是經過加入內存屏障和禁止重排序優化來實現的。
一、對volatile變量執行寫操做時，會在寫操做後加一條store屏障指令
二、對volatile變量執行讀操做時，會在讀操做前加入一條load屏障指令

由此咱們能夠分爲讀寫volatile變量的兩種操做。

線程寫volatile變量的過程：
一、改變線程工做內存中volatile變量副本的值
二、將改變後的副本的值從工做內存刷新到主內存

線程讀volatile變量的過程：
一、從主內存中讀取volatile變量的最新值到線程的工做內存中
二、從工做內存中讀取volatile變量的副本

注意：volatile是不能保證原子性的

想要在多線程中安全的使用volatile變量，必須同時知足一下幾個條件：
一、對變量的寫入操做不依賴其當前值

- 不知足：number++、count = count * 5
- 知足：boolean變量、記錄數據變化的變量等

二、該變量沒有包含在具備其餘變量的不變式中

- 不知足：不變式 low < up

最後咱們來比較下這兩個對象吧

- volatile不須要加鎖，比synchronized更輕量級，不會阻塞線程
- 從內存可見性角度講，volatile讀至關於加鎖，volatile寫至關於解鎖
- synchronized即能保證可見性，又能保證原子性，而volatile只能保證可見性，沒法保證原子性
- volatile沒有synchronized使用的普遍

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