volatile关键字和Java线程安全问题

一、java中的线程安全问题

我们都知道，Java是一种夸平台的语言，因此Java这种语言在处理线程安全问题的时候，会有自己的处理机制，例如volatile关键字，synchronized关键字，并且这种机制适用于各种平台。

Java内存模型规定所有的变量都是存在主存当中（类似于前面说的物理内存），每个线程都有自己的工作内存（类似于前面的高速缓存）。线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行，而不能直接对主存进行操作。并且每个线程不能访问其他线程的工作内存。

由于java中的每个线程有自己的工作空间，这种工作空间相当于上面所说的高速缓存，因此多个线程在处理一个共享变量的时候，就会出现线程安全问题。

二、volatile关键字

被volatile关键字声明的变量可以保证可见性和有序性，从而保证java线程安全。
声明方式：public volatile int a;

那么什么是可见性和有序性呢？

1、什么是可见性？

意思就是说，在多线程环境下，某个共享变量如果被其中一个线程给修改了，其他线程能够立即知道这个共享变量已经被修改了，当其他线程要读取这个变量的时候，最终会去内存中读取，而不是从自己的工作空间中读取。

假如一个变量被声明为volatile，那么这个变量就具有了可见性的性质了。这就是volatile关键的作用之一了。

2、什么是有序性？

实际上，当我们把代码写好之后，虚拟机不一定会按照我们写的代码的顺序来执行。例如对于下面的两句代码：

int a = 1;
int b = 2;

对于这两句代码，你会发现无论是先执行a = 1还是执行b = 2，都不会对a,b最终的值造成影响。所以虚拟机在编译的时候，是有可能把他们进行重排序的。

为什么要进行重排序呢？
你想啊，假如执行 int a = 1这句代码需要100ms的时间，但执行int b = 2这句代码需要1ms的时间，并且先执行哪句代码并不会对a,b最终的值造成影响。那当然是先执行int b = 2这句代码了。
所以，虚拟机在进行代码编译优化的时候，对于那些改变顺序之后不会对最终变量的值造成影响的代码，是有可能将他们进行重排序的。

而如果变量被声明了volatile，那么就能保证，这个变量之前的代码一定会比它先执行，之后的代码一定会比它慢执行。

3、什么情况下volatile能够保证线程安全？

刚才虽然说，volatile关键字不一定能够保证线程安全的问题，其实，在大多数情况下volatile还是可以保证变量的线程安全问题的。所以，在满足以下两个条件的情况下，volatile就能保证变量的线程安全问题：

运算结果并不依赖变量的当前值，或者能够确保只有单一的线程修改变量的值。
变量不需要与其他状态变量共同参与不变约束。