volatile关键字的作用

volatile关键字的作用

并发编程有三大特性：原子性，有序性，可见性。
volatile能够保证可见性、有序性。volatile无法保证原子性。

可见性：
是指当多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程不一定能够立即看得到修改的值。
可见性的引发原因是：
Java内存模型将所有的变量都存储在主内存中。而每个线程都有自己的工作内存，线程中会存有被该线程所使用的变量，这些变量在使用的时候会从主内存拷贝一份出来。线程对变量操作都在工作变量内完成。不同线程间无法直接访问对方的工作变量，线程间的变量传递通过主内存来完成。这就会涉及到一个线程数据同步的问题，例如有个全局变量i=0，线程A对变量i++，线程A会在自己的工作内存中执行i++操作，然后线程A将i的值写入到主内存中；在这时线程B也对i++，但是此时B中的i的值还是0，线程B在自己的工作内存中执行i++操作，然后线程B将i的值写入到主内存中。最后主内存中i的变量值为1，而不是我们预期的2。这个问题又称为缓存一致性问题。

有序性：
是指程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。
有序性引发的原因：
JVM在执行程序时，可能会进行指令重排序（Instruction Reorder）。所谓的指令重排序，是指处理器为了提高程序运行效率，可能会对输入代码进行优化，它不保证程序中各个语句的执行先后顺序同代码中的顺序一致，但是它会保证程序最终执行结果和代码顺序执行的结果是一致。指令重排序时，会根据指令间的依赖性来重排序，使整体的计算结果一致，例如：i++; a=i; 这两个步骤必然会保证i++先执行，而a=i后执行。但是在多线程环境下，例如：线程A doXXX(); flag = true; 线程B中根据flag的值来等待判断doXXX()执行，去做接下来的业务操作。 单从代码层面来看似乎是行得通的，但是事实上，falg=true并不一定代表着doXXX();已经执行完。由于doXXX()和flag=true没有数据依赖性，故有可能会被重排序。总的来说，指令重排序在单线程下是没问题的，但在多线程情况下，有可能会引发问题。

原子性：
即一个操作或者多个操作 要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行。
一个很经典的例子就是银行账户转账问题：
比如从账户A向账户B转1000元，那么必然包括2个操作：从账户A减去1000元，往账户B加上1000元。试想一下，如果这2个操作不具备原子性，会造成什么样的后果。假如从账户A减去1000元之后，操作突然中止。这样就会导致账户A虽然减去了1000元，但是账户B没有收到这个转过来的1000元。所以这2个操作必须要具备原子性才能保证不出现一些意外的问题。在java并发编程中也有类似的问题。原子性问题的解决可以通过synchronized和Lock来实现。