1.volatile关键字及其作用
2.synchronized和volatile区别
3.深入理解和使用volatile关键字

volatile关键字及其作用

       本文主要介绍Java语言中的volatile关键字，内容涵盖volatile的保证内存可见性、禁止指令重排等。

       1 保证内存可见性

       1.1 基本概念

       可见性是指线程之间的可见性，一个线程修改的状态对另一个线程是可见的。也就是face架构源码一个线程修改的结果，另一个线程马上就能看到。

       1.2 实现原理

       当对非volatile变量进行读写的时候，每个线程先从主内存拷贝变量到CPU缓存中，如果计算机有多个CPU，每个线程可能在不同的CPU上被处理，这意味着每个线程可以拷贝到不同的CPU cache中。

       volatile变量不会被缓存在寄存器或者对其他处理器不可见的地方，保证了每次读写变量都从主内存中读，跳过CPU cache这一步。当一个线程修改了这个变量的传奇源码交易值，新值对于其他线程是立即得知的。

       2 禁止指令重排

       2.1 基本概念

       指令重排序是JVM为了优化指令、提高程序运行效率，在不影响单线程程序执行结果的前提下，尽可能地提高并行度。指令重排序包括编译器重排序和运行时重排序。

       在JDK1.5之后，可以使用volatile变量禁止指令重排序。针对volatile修饰的变量，在读写操作指令前后会插入内存屏障，指令重排序时不能把后面的指令重排序到内存屏障后面。

       2.2 指令重排带来的问题

       如果一个操作不是原子的，就会给JVM留下重排的机会。

       如果线程A中的指令发生了重排序，那么B中很可能就会拿到一个尚未初始化或尚未初始化完成的netty源码系列context,从而引发程序错误。

       2.3 禁止指令重排的原理

       volatile关键字提供内存屏障的方式来防止指令被重排，编译器在生成字节码文件时，会在指令序列中插入内存屏障来禁止特定类型的处理器重排序。

       JVM内存屏障插入策略：

       每个volatile写操作的前面插入一个StoreStore屏障；

       在每个volatile写操作的后面插入一个StoreLoad屏障；

       在每个volatile读操作的后面插入一个LoadLoad屏障；

       在每个volatile读操作的后面插入一个LoadStore屏障。

       2.4 指令重排在双重锁定单例模式中的影响

       基于双重检验的单例模式(懒汉型)

       instance= new Singleton()并不是一个原子操作，其实际上可以抽象为下面几条JVM指令：

       上面操作2依赖于操作1，但是操作3并不依赖于操作2。所以JVM是可以针对它们进行指令的优化重排序的，经过重排序后如下：

       指令重排之后，instance指向分配好的内存放在了前面，而这段内存的初始化被排在了后面。在线程A执行这段赋值语句，在初始化分配对象之前就已经将其赋值给instance引用，恰好另一个线程进入方法判断instance引用不为null，然后就将其返回使用，源码安装saltstack导致出错。

       解决办法

       用volatile关键字修饰instance变量，使得instance在读、写操作前后都会插入内存屏障，避免重排序。

       3 适用场景

       (1) volatile是轻量级同步机制。在访问volatile变量时不会执行加锁操作，因此也就不会使执行线程阻塞，是一种比synchronized关键字更轻量级的同步机制。

       (2) volatile**无法同时保证内存可见性和原子性。加锁机制既可以确保可见性又可以确保原子性，而volatile变量只能确保可见性**。

       (3) volatile不能修饰写入操作依赖当前值的变量。声明为volatile的简单变量如果当前值与该变量以前的值相关，那么volatile关键字不起作用，易保全源码也就是说如下的表达式都不是原子操作：“count++”、“count = count+1”。

       (4) 当要访问的变量已在synchronized代码块中，或者为常量时，没必要使用volatile；

       (5) volatile屏蔽掉了JVM中必要的代码优化，所以在效率上比较低，因此一定在必要时才使用此关键字。

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synchronized和volatile区别

       synchronized和volatile区别：

       volatile本质：是java虚拟机(JVM)当前变量在工作内存中的值是不确定的，需要从主内存中读取；synchronized则是锁定当前的变量，只有当前线程可以访问到该变量，其他的线程将会被阻塞。

       扩展资料

       volatile只能实现变量的修改可见性，并不能保证原子性；而synchronized则可以保证变量的修改可见性和原子性。

       volatile只能使用在变量级别；synchronized则可以使用在变量、方法、和类级别的。

       volatile不会造成线程的阻塞；synchronized可能会造成线程的阻塞。

深入理解和使用volatile关键字

       大家好！今天小黑要和大家聊聊Java并发编程的一个重要话题——volatile关键字。在Java的世界里，掌握并发编程是一项必备技能，尤其是当咱们处理多线程应用时。你可能听说过这样的情况：即使你的代码看起来毫无问题，但在并发环境下，它们就像是刚从床上起来的头发，乱七八糟！为什么会这样呢？原因在于多线程操作时存在的一些难以察觉的陷阱，比如变量的可见性问题、操作的原子性问题等等。

       Java提供了多种机制来处理这些问题，其中volatile关键字就是一个重要的工具。可能有人会问，这个volatile到底是个什么东西？简单来说，它是Java提供的一种轻量级的同步机制。但别小看了这个“轻量级”，它在确保变量在多线程环境下的可见性方面，可是有着不可小觑的作用。在接下来的内容中，小黑将带你深入了解volatile，以及它在Java并发编程中的应用和局限性。

       好了，现在咱们来深入了解一下volatile这个“神秘”的关键字。在Java中，volatile是一种用于声明变量的修饰符。它告诉JVM和编译器，这个变量可能会被多个线程同时访问，而且还不通过锁来控制。这听起来有点像是给变量加了一个“注意”标签，让它在并发环境下表现得更好。

       首先，小黑给大家强调一下，volatile主要解决的是可见性问题。可见性，就像它字面上的意思，确保当一个线程修改了volatile变量的值时，其他线程能够立即知道这个改变。这听起来很简单，但在并发编程中，这个特性非常重要。为什么呢？因为在多线程环境中，每个线程可能在自己的工作内存中保留了变量的副本，这就导致了一个线程对变量的修改，其他线程不一定能立即看到。

       下面小黑用一个小例子来展示volatile的使用。假设有一个简单的场景，我们有一个标志位变量，控制着一个线程的运行状态：

       在这个例子中，flag变量被声明为volatile。这意味着，当stopThread方法被调用，将flag设置为true时，正在运行的线程会立即看到这个改变，并退出while循环。

       volatile是Java并发编程中一个非常有用的工具，尤其是在处理可见性问题时。但是它并不是万能的，有它的局限性。

       最后，通过这些例子，咱们可以看到volatile在实际编程中的应用场景。它是一个强大的工具，但要记住它的局限性和合适的使用场景。咱们在编写并发程序时，应该根据具体需求选择合适的同步机制。