Java中volatile關鍵字的做用

volatile是Java中用來作同步的一個關鍵字，以前對它的做用一直理解得不是很透徹。

因而在網上查閱了一些資料，發現也講得含混不清。

後來在wikipedia(http://en.wikipedia.org/wiki/Volatile_variable#In_Java)上看到了比較完善的解釋。總的來講，volatile關鍵字是用來防止編譯器作特定優化的，但具體做用取決於使用的語言（如C, C++, C#, Java）。

在Java中，volatile的做用有兩點：

1. 對volatile變量的修改可以馬上被其餘線程知道，也就是說，在讀取volatile變量的值時，不是從線程本地的cache讀取，而是從主內存讀取。這樣就能保證多線程對同一個變量的讀和寫有一個全局的順序。

2. 能夠防止編譯器作額外的優化（如調整對變量的讀寫語句的執行順序，對while循環的優化等）。

網上的資料常常會給出相似這樣一個例子：

public class Thread1 extends Thread
{
     private static boolean flag = false;
     public void run(){
          while(!flag)
          { 
               // ...
           }
     }
     public void close(){
          flag = true;
     }
}

網上的說法是：線程A在執行run()方法中的while循環，這時線程B調用了close()方法，結果線程A停不下來。由於編譯器觀察到while循環中沒有改變flag的值，就將while(!flag)優化成了while(true)。

開始我對編譯器是否會優化到這種程度表示懷疑。由於據我實際測試，不管對flag是否加volatile關鍵字修飾，都是能夠停下來的。據個人推測（根據上述volatile的做用第一點），線程A雖然不能在第一時間知道flag值的改變，可是最終仍是會讀到正確的值，從而中止while循環。

後來我去掉volatile關鍵字，再將while循環的執行次數變長（例如達到1000000000次），這時再調用close()方法，線程A不會停下來了。因此可能HotSpot在while循環執行的次數足夠多時纔會作while(true)的優化。

對於volatile的第二點做用，還有這樣一個例子能夠用來解釋（來自http://www.cs.umd.edu/~pugh/java/memoryModel/jsr-133-faq.html#volatile）：

public class VolatileExample {
      int x = 0;
      volatile boolean v = false;
      public void writer() {
        x = 42;
        v = true;
      }

      public void reader() {
        if (v == true) {
          //uses x - guaranteed to see 42.
        }
      }
}

在註釋處，咱們但願看到的是x的值等於42。可是若是不加volatile修飾變量v，那麼編譯器有可能會調整writer()函數中兩條語句的執行順序，致使在註釋處x的值不肯定（也多是0）。加上volatile後，即可以防止編譯器爲了優化隨意調整語句的執行順序。

與普通加鎖方式的區別是：加鎖機制既能夠確保可見性又能夠確保原子性，而volatile變量只能確保可見性。