java 小册子之 volatile

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volatile 关键字是什么？

首先说下 volatile 关键字可以回答的点：

java 内存模型
java 并发编程中三个重要的特性
volatile 关键字的语义
volatile 正确的使用方式

java 内存模型

java 内存模型简称 jmm ，是 java 定义的一种线程间通信与同步以及线程的工作内存与主存进行数据交互的一种规范。jmm 定义了 8 种工作内存与主存进行数据交互的原子操作：lock、unlock、read、load、use、assign、store、write；jmm 规定了线程如果需要访问主存中的共享变量，不能直接对主存中的共享变量进行修改，而是需要先将共享变量的值从主存拷贝到线程的工作内存中，并且多个线程间的工作内存不能相互访问，因此线程间通信的方式是通过线程对主存中的共享变量进行读写完成的。

java 并发编程中三个重要的特性

java 并发编程中有三个重要特性，分别是原子性、有序性和可见性。

原子性的含义为：操作与操作间不能被打断，要么全部一起执行，要么不执行。不会出现只执行了一部分的而另一部分还未执行的情况
有序性的含义为：在当前线程内的所有操作都是有序的，但从其他线程观察，该线程的执行可能是无序的，因为编译器和处理器会在满足 as-if-serial 语义的情况下对程序的代码指令进行重排序
可见性的含义为：某个线程对共享变量做了修改操作后，其他线程能否立即感知到该修改操作对于共享变量所作出的修改。

volatile 关键字的语义

jmm 对其中的有序性和可见性提出了 happen-before 原则，如果程序员在编写多线程程序时符合 happen-before 原则，则可以保证多线程环境下的有序性和可见性。其中 volatile 关键字就可以保证多线程间的有序性和可见性，因为 happen-before 原则对 volatile 关键字做出了如下定义：对一个 volatile 域的写，happens-before 于任意后续对这个 volatile 域的读，因此某个线程如果对 volatile 所修饰的共享变量做了修改，其他线程能够感知这个变化；并且编译器会在 volatile 关键字的操作前后插入内存屏障来禁止指令的重排序。因此 volatile 关键字的内存语义分为写和读两种：读内存语义为：当读一个 volatile 变量时，JMM 会要求把该线程对应的本地内存置为无效。线程接下来将从主内存中读取共享变量。写内存语义为：当写一个 volatile 变量时，JMM 会要求把该线程对应的本地内存中的共享变量值刷新到主内存。

volatile 正确的使用方式

volatile 关键字被认为是一种轻量级的线程间同步机制，但其并不能代替锁的使用，因为 volatile 关键字无法保证复合操作的原子性，比如 i++ 就不适合用 volatile 关键字。所以 volatile 关键字适用于那些不依赖于当前值的操作。比如下面的一种场景：

 // 由其他线程修改该变量的值。由于变量由 volatile 修饰，因此在多线程环境下，某个线程修改后// 修改后的值对其他线程可见static volatile boolean flag = true; public static void main(String[] args) {new Thread(()->{while (true){if (!flag){ // 如果读取到 flag 的值为 false，则该线程停止工作并退出break;}// 下面就是该线程具体的处理逻辑}}).start();}

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