volatile语义

volatile变量

​ 这是Java提供的一种弱同步机制；volatile变量有2种语义。

• volatile变量对全部线程都可见
• volatile变量禁止指令重排序

volatile变量对全部线程都可见

​ 可见性是指：一条线程改变了变量的值，其余线程都能知道。

在解释这个规则原理以前，先对内存可见性作必定了解：

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

java工做线程的内存称为线程的工做内存，线程之间的内存是独立的（Java栈空间是属于线程的，正是因为内存独立），线程之间经过主内存进行信息交换。

​ 正是因为线程之间内存独立，而数据操做都是在线程的工做内存中进行。那么普通的变量就会出现并发安全问题。在2个线程同时从主内存中加载出来了a=1，而且线程1进行操做a=a+1；线程2进行操做a=a+2；那么最后主内存中的数据中，a究竟是多少呢？？

​ 这取决于到底线程1仍是线程2最后写入，确定是后写入的值生效，将覆盖前面的值。

那么volatile变量是如何作到全部线程都能知道最新的值的呢？

​ 如你所想；volatile变量在使用前，会进行刷新。

​ 在2个线程同时从主内存中加载出来了a=1，而且线程1进行操做a=a+1；线程2进行操做a=a+2；那么最后主内存中的数据中，a究竟是多少呢？？

​ volatile变量的操做过程以下：线程1在执行a= a+1时，先刷新a的值，即从新从主内存中获取a的值；执行完以后，将a的值写入到主内存（马上写入，不会重排序）。线程2在执行a=a+2时，也要先刷新a的值，这时假设a已经被线程1改变，那么线程2在执行以前，就会将a更新为新的值。保证了变量a的操做正确性！

volatile变量禁止指令重排序

​ 普通变量能保证最后的结果如程序代码所描述，但不能保证底层实际的执行顺序如程序所写。

在解释这个规则原理以前，先对指令重排序作必定了解：

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

指令重排序出现的前提：JIT对字节码进行编译获得汇编代码。因此若是程序运行在纯解释器环境（呵，这确定是不可能的），是不存在重排序的现象的，毕竟都没有编译。

而将字节码编译成汇编，JIT会使用分层机制对须要编译的代码进行优化（也不扯太远），最终的结果是：编译成的汇编代码，跟肉眼可见的Java代码顺序不必定一致。详情见见上文博客；那是由于JIT会根据状况将代码打乱重分配，只要保证最后的结果符合happens-before原则。即不破坏程序的有序性！

​ 而使用volatile修饰的变量，编译器和运行时都会注意这个变量是共享的，所以不会将该变量上的操做与其余操做仪器重排序。

​ 那么是为何呢，怎么才能作到不对它进行重排序呢。答案是采用内存屏障（Memory Barrier或Memory Fence）。对volatile变量的操做，都将使用内存屏障，而重排序时，不能将volatile变量后的操做排序到屏障以前。

内存屏障相关：若是了解内存屏障，推荐

• 《Java并发编程的艺术》
• 百度：内存屏障

都是些要记的东西，记住原理便可：重排序时不会打乱顺序。

总结

​ 从volatile的语义咱们知道，volatile并非保证线程安全。而是变量共享！若是只有一个线程修改volatile变量，那么其余线程都能读到正确的值。

​ 假设多线程同时写volatile的变量呢，相似上方的分析（线程1和线程2同时写入a的值，或者更多的线程同时写呢…若是将Java语句拆成字节码，咱们在Java代码中的一行代码，可能获得多行字节码，同理一行字节码可能获得多行汇编…因此可见性不等于原子性），咱们很容易就能获得volatile也是不绝对安全的，他不能保证操做的原子性。因此若是想要真正的并发安全（操做原子性），咱们仍是得使用synchornized。

​ 当且仅当知足如下条件时，才应该使用volatile变量：

• 对变量的写操做不依赖变量的当前值，或者你能确保只有单个线程更新变量的值。
• 该变量不会与其余状态变量一块儿归入不变性条件中。
• 在访问变量时不须要加锁。

推荐volatile变量用法：

做为标志位

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

    /**
     * flag做为标志位，若是发生改变，即要通知全部线程
     */
    volatile boolean flag = false;
    
    public void add(){
        
        while(!flag){
            System.out.println("还不到改变时候...");
        }
    }
}

​ 这只是一个演示，假设咱们有操做：咱们在商城活动中，记录下100个最早进入的ip地址做为幸运用户（不考虑ip重复）！咱们能够增长一个计数器，当计数器达到100时，将flag修改成true，这样，就算多个线程同时进来，他们依然能够知道，已经有100个用户了。