volatile关键字详解

1、Java中的volatile

    在Java程序中，若是一个变量被volatile关键字修饰，那么这个变量就具备了有序性和可见性。

    有序性：java语言中提供了synchronized和volatile两个关键字保证线程之间操做的有序性，也就是他可使CPU指令有序。

    可见性：当一个线程操做一个被volatile修饰的变量时，这个变量的修改对其余全部线程都是可见的，由于此时的操做不会将该变量读到当前线程的CPU缓存中进行操做，而是直接操做内存

2、volatile原理

    

Java语言提供了一种稍弱的同步机制，即volatile变量，用来确保将变量的更新操做通知到其余线程。当把变量声明为volatile类型后，编译器与运行时都会注意到这个变量是共享的，所以不会将该变量上的操做与其余内存操做一块儿重排序。volatile变量不会被缓存在寄存器或者对其余处理器不可见的地方，所以在读取volatile类型的变量时总会返回最新写入的值。

　　在访问volatile变量时不会执行加锁操做，所以也就不会使执行线程阻塞，所以volatile变量是一种比sychronized关键字更轻量级的同步机制。

　　当对非 volatile 变量进行读写的时候，每一个线程先从内存拷贝变量到CPU缓存中。若是计算机有多个CPU，每一个线程可能在不一样的CPU上被处理，这意味着每一个线程能够拷贝到不一样的 CPU cache 中。

　　而声明变量是 volatile 的，JVM 保证了每次读变量都从内存中读，跳过 CPU cache 这一步。

当一个变量定义为 volatile 以后，将具有两种特性：

　　1.保证此变量对全部的线程的可见性，这里的“可见性”，如本文开头所述，当一个线程修改了这个变量的值，volatile 保证了新值能当即同步到主内存，以及每次使用前当即从主内存刷新。但普通变量作不到这点，普通变量的值在线程间传递均须要经过主内存（详见：Java内存模型）来完成。

　　2.禁止指令重排序优化。有volatile修饰的变量，赋值后多执行了一个“load addl $0x0, (%esp)”操做，这个操做至关于一个内存屏障（指令重排序时不能把后面的指令重排序到内存屏障以前的位置），只有一个CPU访问内存时，并不须要内存屏障；（什么是指令重排序：是指CPU采用了容许将多条指令不按程序规定的顺序分开发送给各相应电路单元处理）。

volatile 性能：

　　volatile 的读性能消耗与普通变量几乎相同，可是写操做稍慢，由于它须要在本地代码中插入许多内存屏障指令来保证处理器不发生乱序执行。

3、volatile实践中的应用

    是用 volatile 修饰 long 和 double 变量，使其能按原子类型来读写。double 和 long 都是64位宽，所以对这两种类型的读是分为两部分的，

第一次读取第一个 32 位，而后再读剩下的 32 位，这个过程不是原子的，但 Java 中 volatile 型的 long 或 double 变量的读写是原子的。

著名的Java并发编程大师Doug lea在JDK7的并发包里新增一个队列集合类LinkedTransferQueue，他在使用Volatile变量时，用一种追加字节的

方式来优化队列出队和入队的性能。(待深刻研究)