volatile語義

volatile變量

​ 這是Java提供的一種弱同步機制；volatile變量有2種語義。

• volatile變量對全部線程都可見
• volatile變量禁止指令重排序

volatile變量對全部線程都可見

​ 可見性是指：一條線程改變了變量的值，其餘線程都能知道。

在解釋這個規則原理以前，先對內存可見性作必定了解：

http://www.javashuo.com/article/p-snvjefhh-hs.html

java工做線程的內存稱爲線程的工做內存，線程之間的內存是獨立的（Java棧空間是屬於線程的，正是因爲內存獨立），線程之間經過主內存進行信息交換。

​ 正是因爲線程之間內存獨立，而數據操做都是在線程的工做內存中進行。那麼普通的變量就會出現併發安全問題。在2個線程同時從主內存中加載出來了a=1，而且線程1進行操做a=a+1；線程2進行操做a=a+2；那麼最後主內存中的數據中，a究竟是多少呢？？

​ 這取決於到底線程1仍是線程2最後寫入，確定是後寫入的值生效，將覆蓋前面的值。

那麼volatile變量是如何作到全部線程都能知道最新的值的呢？

​ 如你所想；volatile變量在使用前，會進行刷新。

​ 在2個線程同時從主內存中加載出來了a=1，而且線程1進行操做a=a+1；線程2進行操做a=a+2；那麼最後主內存中的數據中，a究竟是多少呢？？

​ volatile變量的操做過程以下：線程1在執行a= a+1時，先刷新a的值，即從新從主內存中獲取a的值；執行完以後，將a的值寫入到主內存（馬上寫入，不會重排序）。線程2在執行a=a+2時，也要先刷新a的值，這時假設a已經被線程1改變，那麼線程2在執行以前，就會將a更新爲新的值。保證了變量a的操做正確性！

volatile變量禁止指令重排序

​ 普通變量能保證最後的結果如程序代碼所描述，但不能保證底層實際的執行順序如程序所寫。

在解釋這個規則原理以前，先對指令重排序作必定了解：

http://www.javashuo.com/article/p-snvjefhh-hs.html

指令重排序出現的前提：JIT對字節碼進行編譯獲得彙編代碼。因此若是程序運行在純解釋器環境（呵，這確定是不可能的），是不存在重排序的現象的，畢竟都沒有編譯。

而將字節碼編譯成彙編，JIT會使用分層機制對須要編譯的代碼進行優化（也不扯太遠），最終的結果是：編譯成的彙編代碼，跟肉眼可見的Java代碼順序不必定一致。詳情見見上文博客；那是由於JIT會根據狀況將代碼打亂重分配，只要保證最後的結果符合happens-before原則。即不破壞程序的有序性！

​ 而使用volatile修飾的變量，編譯器和運行時都會注意這個變量是共享的，所以不會將該變量上的操做與其餘操做儀器重排序。

​ 那麼是爲何呢，怎麼才能作到不對它進行重排序呢。答案是採用內存屏障（Memory Barrier或Memory Fence）。對volatile變量的操做，都將使用內存屏障，而重排序時，不能將volatile變量後的操做排序到屏障以前。

內存屏障相關：若是瞭解內存屏障，推薦

• 《Java併發編程的藝術》
• 百度：內存屏障

都是些要記的東西，記住原理便可：重排序時不會打亂順序。

總結

​ 從volatile的語義咱們知道，volatile並非保證線程安全。而是變量共享！若是隻有一個線程修改volatile變量，那麼其餘線程都能讀到正確的值。

​ 假設多線程同時寫volatile的變量呢，相似上方的分析（線程1和線程2同時寫入a的值，或者更多的線程同時寫呢…若是將Java語句拆成字節碼，咱們在Java代碼中的一行代碼，可能獲得多行字節碼，同理一行字節碼可能獲得多行彙編…因此可見性不等於原子性），咱們很容易就能獲得volatile也是不絕對安全的，他不能保證操做的原子性。因此若是想要真正的併發安全（操做原子性），咱們仍是得使用synchornized。

​ 當且僅當知足如下條件時，才應該使用volatile變量：

• 對變量的寫操做不依賴變量的當前值，或者你能確保只有單個線程更新變量的值。
• 該變量不會與其餘狀態變量一塊兒歸入不變性條件中。
• 在訪問變量時不須要加鎖。

推薦volatile變量用法：

做爲標誌位

/**
 * @Author: dhcao
 * @Version: 1.0
 */
public class useVolatile {

    /**
     * flag做爲標誌位，若是發生改變，即要通知全部線程
     */
    volatile boolean flag = false;
    
    public void add(){
        
        while(!flag){
            System.out.println("還不到改變時候...");
        }
    }
}

​ 這只是一個演示，假設咱們有操做：咱們在商城活動中，記錄下100個最早進入的ip地址做爲幸運用戶（不考慮ip重複）！咱們能夠增長一個計數器，當計數器達到100時，將flag修改成true，這樣，就算多個線程同時進來，他們依然能夠知道，已經有100個用戶了。