volatile關鍵字詳解

1、Java中的volatile

    在Java程序中，若是一個變量被volatile關鍵字修飾，那麼這個變量就具備了有序性和可見性。

    有序性：java語言中提供了synchronized和volatile兩個關鍵字保證線程之間操做的有序性，也就是他可使CPU指令有序。

    可見性：當一個線程操做一個被volatile修飾的變量時，這個變量的修改對其餘全部線程都是可見的，由於此時的操做不會將該變量讀到當前線程的CPU緩存中進行操做，而是直接操做內存

2、volatile原理

    

Java語言提供了一種稍弱的同步機制，即volatile變量，用來確保將變量的更新操做通知到其餘線程。當把變量聲明爲volatile類型後，編譯器與運行時都會注意到這個變量是共享的，所以不會將該變量上的操做與其餘內存操做一塊兒重排序。volatile變量不會被緩存在寄存器或者對其餘處理器不可見的地方，所以在讀取volatile類型的變量時總會返回最新寫入的值。

　　在訪問volatile變量時不會執行加鎖操做，所以也就不會使執行線程阻塞，所以volatile變量是一種比sychronized關鍵字更輕量級的同步機制。

　　當對非 volatile 變量進行讀寫的時候，每一個線程先從內存拷貝變量到CPU緩存中。若是計算機有多個CPU，每一個線程可能在不一樣的CPU上被處理，這意味着每一個線程能夠拷貝到不一樣的 CPU cache 中。

　　而聲明變量是 volatile 的，JVM 保證了每次讀變量都從內存中讀，跳過 CPU cache 這一步。

當一個變量定義爲 volatile 以後，將具有兩種特性：

　　1.保證此變量對全部的線程的可見性，這裏的「可見性」，如本文開頭所述，當一個線程修改了這個變量的值，volatile 保證了新值能當即同步到主內存，以及每次使用前當即從主內存刷新。但普通變量作不到這點，普通變量的值在線程間傳遞均須要經過主內存（詳見：Java內存模型）來完成。

　　2.禁止指令重排序優化。有volatile修飾的變量，賦值後多執行了一個「load addl $0x0, (%esp)」操做，這個操做至關於一個內存屏障（指令重排序時不能把後面的指令重排序到內存屏障以前的位置），只有一個CPU訪問內存時，並不須要內存屏障；（什麼是指令重排序：是指CPU採用了容許將多條指令不按程序規定的順序分開發送給各相應電路單元處理）。

volatile 性能：

　　volatile 的讀性能消耗與普通變量幾乎相同，可是寫操做稍慢，由於它須要在本地代碼中插入許多內存屏障指令來保證處理器不發生亂序執行。

3、volatile實踐中的應用

    是用 volatile 修飾 long 和 double 變量，使其能按原子類型來讀寫。double 和 long 都是64位寬，所以對這兩種類型的讀是分爲兩部分的，

第一次讀取第一個 32 位，而後再讀剩下的 32 位，這個過程不是原子的，但 Java 中 volatile 型的 long 或 double 變量的讀寫是原子的。

著名的Java併發編程大師Doug lea在JDK7的併發包裏新增一個隊列集合類LinkedTransferQueue，他在使用Volatile變量時，用一種追加字節的

方式來優化隊列出隊和入隊的性能。(待深刻研究)