volatile关键字

volatile定义

volatile是Java中的一个关键字，它用于确保变量在多线程环境下的可见性和有序性。当一个字段被声明为volatile时，它具有以下特性：

1. 可见性：在多线程环境中，一个线程修改了一个volatile变量的值，这个新值对其他线程来说是立即可见的。这意味着当一个线程更新了一个volatile变量，其他线程读取这个变量时会看到最新的值。
2. 有序性：volatile关键字可以防止指令重排序优化。编译器和处理器为了提高性能，常常会对指令顺序进行重排序。但volatile通过插入内存屏障来保证程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。

通常使用场景

• 变量的写入操作不依赖变量的当前值，或者只有单个线程修改变量的值，但是其他线程需要立即看到修改后的值。
• 变量不会被多个线程同时修改，但是会被多个线程读取。
• 使用volatile关键字保证线程之间的通信，例如使用volatile关键字声明的标识位来控制线程的启停。

需要注意的是，volatile关键字虽然可以保证数据的可见性和有序性，但不能保证线程安全。如果需要进行线程安全的操作，还需要使用其他的线程同步机制，如synchronized等。

在使用volatile时，应谨慎考虑其具体使用场景，并确保理解其工作原理以及可能带来的限制。

精彩示例

示例1

比如我们常见的javax.net.SocketFactory 类的getDefault()获取默认实例（这种单例模型）在大多数情况下是线程安全的，但有改进空间：

改进前

public abstract class SocketFactory {
    private static SocketFactory theFactory;

    protected SocketFactory() {
    }

    public static SocketFactory getDefault() {
  
        synchronized(SocketFactory.class) {
            if (theFactory == null) {
                theFactory = new DefaultSocketFactory();
            }
        }

        return theFactory;
    }

   ...}

改进后

在这个改进的版本中，我们仍然使用了同步块来确保theFactory只被创建一次，但是我们还添加了一个volatile关键字来确保theFactory的可见性，并且使用了两次检查（尽管这不是严格的双重检查锁定，因为volatile已经足够确保线程安全）。这样，我们就避免了不必要的同步开销，同时仍然保持了线程安全性。

private static volatile SocketFactory theFactory;

private SocketFactory() {
// 私有构造函数，防止外部类实例化
}

public static SocketFactory getDefault() {
if (theFactory == null) { // 第一次检查实例是否已经被创建
synchronized (SocketFactory.class) {
if (theFactory == null) { // 第二次检查实例是否已经被创建（在同步块内）
theFactory = new DefaultSocketFactory();
}
}
}
return theFactory;
}
   ...}