知道這些，面試時volatile就穩了

在Java相關的崗位面試中，不少面試官都喜歡考察面試者對Java併發的瞭解程度，而以volatile關鍵字做爲一個小的切入點，每每能夠一問到底，把Java內存模型（JMM），Java併發編程的一些特性都牽扯出來，深刻地話還能夠考察JVM底層實現以及操做系統的相關知識。

本文以一次假想的面試過程，來深刻了解下volitile關鍵字
題目有標題黨的嫌疑，可是若是你們好好理解文中涉及到的兩篇文章，相信你對volatile有更深入的認識！

【靈魂拷問開始】

面試官：Java併發這塊瞭解的怎麼樣？說說你對volatile關鍵字的理解？
面試官：能不能詳細說下什麼是內存可見性，什麼又是重排序呢？
面試官：volatile怎麼保證可見性的？多個線程之間的可見性，你能講一下底層原理是怎麼實現的嗎？
面試官：volatile關鍵字是怎麼保證有序性的？
面試官：volatile能保證可見性和有序性，可是能保證原子性嗎？爲何？
面試官：瞭解過JMM內存模型嗎？簡單的講講
到這裏，個人眼裏已經是常含淚水了。不是由於我對代碼愛的深沉，而是由於我菜的真誠！

沒事，不就是個破volatile嗎？別念了，我學習還不行嗎！

Q1：請你談談對volatile關鍵字的理解？

volatile是JVM提供的輕量級的同步機制

1.保證可見性
2.保證有序性，禁止指令重排
3.不保證原子性（須要藉助synchronized或者CAS)

小夥子，不錯麼😊，回答對了 1 + 1，得來點 2 + 2 的難度了

Q2：什麼是內存可見性，volatile怎麼保證多個線程之間的可見性的？

問題2和問題3講到的可見性，用JMM來解釋的話，本質上是同一個問題。至於有序性和重排序，到問題4再討論。

一問到內存的可見性，volatile相關的，直接就把JMM內存模型搬出來好吧。先放圖，而後再表演。

如下是俺我的的回答，有不足或漏洞，歡迎你們更正指出！

所謂可見性，是指當一條線程修改了共享變量的值，新值對於其餘線程來講是能夠當即得知的

每一個線程都有本身獨立的工做區間，爲了匹配CPU的運行速度，他們不會直接從內存中讀取數據，而是將數據拷貝一份到CPU緩存中（即每一個線程本身的工做內存），他們之間的相互交互，是經過內存來完成的。

根據JMM內存模型的8大原子操做，每一個線程在j將數據操做完stroe回主存以前，會加lock指令來鎖定內存區域的緩存（緩存行鎖定），根據MESI緩存一致性協議，總線經過偵聽器發現數據被修改，會當即讓其餘線程工做內存中不一致的副本當即失效。

等到當前線程將更改後的數據write回主存後，當即執行unlock指令。

此時，其餘線程再從新讀取更新後的數據，再拷貝到本身的工做內存。總線偵聽機制會在總線上檢測線程的數據，發現有線程作了更改時準備store回主內存時，它就會馬上將其餘線程工做內存中的副本置位無效，而後重新到主存獲取更新後的值。

除了使用 volatile 關鍵字來保證內存可見性以外，使用synchronized或Lock鎖也能保證變量的內存可見性。只是相比而言使用 volatile關鍵字開銷更小，是輕量級的鎖。

這就是內存可見性的原理。

Q3：volatile關鍵字是怎麼保證有序性的？

使用volatile關鍵字修飾共享變量即可以禁止指令重排序。若用volatile修飾共享變量，在JVM底層volatile是採用「內存屏障」來實現禁止特定類型的處理器重排序。加入volatile關鍵字時，會多出一個lock前綴指令，lock前綴指令實際上至關於一個內存屏障（也成內存柵欄），內存屏障會提供3個功能：

1.它確保指令重排序時不會把其後面的指令排到內存屏障以前的位置，也不會把前面的指令排到內存屏障的後面；即在執行到內存屏障這句指令時，在它前面的操做已經所有完成；

2.它會強制將對緩存的修改操做當即寫入主存；

3.若是是寫操做，它會致使其餘CPU中對應的緩存行無效。

JMM具有一些先天的有序性，經過Happens-Before原則就能夠保證的必定的有序性。

Q4：volatile能保證可見性和有序性，可是能保證原子性嗎？爲何？

volatile關鍵字不能保證原子性。

a. 當寫一個volatile變量時，JMM會把該線程本地內存中的變量強制刷新到主內存中去；

b. 這個寫會操做會致使其餘線程中的緩存無效。

對於相似i++這樣的複合操做，要想保證原子性，只能藉助於synchronized、Lock以及併發包下的AtomicInteger的原子操做類。AtomicInteger對基本數據類型的 自增（加1操做），自減（減1操做）、以及加法操做（加一個數），減法操做（減一個數）進行了封裝，保證這些操做是原子性操做。

Q5：瞭解過JMM內存模型嗎？簡單的講講

看着這張圖，直接就巴拉巴拉一頓操做！