Volatile关键字&&DCL单例模式，volatile 和 synchronized 的区别
Volatile 英文翻译：易变的、可变的、不稳定的。
一、volatile 定义及用法
多个线程的工作内存彼此独立，互不可见，线程启动的时候，虚拟机为每个内存分配一块工作内存，不仅包含了线程内部定义的局部变量，也包含了线程所需要使用的共享变量的副本，是为了提高效率。
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在之前的示例中，线程不安全的问题，我们使用线程同步，也就是通过 synchronized 关键字，对操作的对象加锁，屏蔽了其他线程对这块代码的访问，从而保证安全。
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这里的 volatile 尝试从另一个角度解决这个问题，那就是保证变量可见，有说法将其称之为
轻量级的synchronized。
volatile保证变量可见：简单来说就是，当线程 A 对变量 X 进行了修改后，在线程 A 后面执行的其他线程能够看到 X 的变动，就是保证了 X 永远是最新的。更详细的说，就是要符合以下两个规则：
- 线程对变量进行修改后，要立刻写回主内存；
- 线程对变量读取的时候，要从主内存读，而不是缓存。
另一个角度，结合指令重排序的问题，volatile修饰的内存空间，在这上面执行的指令是禁止乱序的。因此，在单例模式的 DCL 写法中，volatile是必须的元素。
1.1 示例1
private static int num = 0;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
new Thread(()->{
while (num == 0){
}
}).start();
Thread.sleep(1000);
num = 1;
}
代码死循环，因为主线程里的 num = 1，不能及时将数据变化更新到主存，因此上面的代码 while 条件持续为真。
因此可以给变量加上 volatile：
private volatile static int num = 0;
这样就在执行几秒后就会停止运行。
1.2 Double-Checked-Locking
在设计模式里的单例模式，如果在多线程的情况下，仍然要保证始终只有一个对象，就要进行同步和锁。
class DCL{
private static volatile DCL instance;
private DCL(){
}
public static DCL getInstance(){
if (instance == null){//check1
synchronized (DCL.class){
if (instance == null){//check2
instance = new DCL();
}
}
}
return instance;
}
}
双重校验锁，实现线程安全的单例锁。
volatile不能保证原子性。
1.3 原子性问题
原子操作就是这个操作要么执行完，要么不执行，不可能卡在中间。
比如 i = 2，这个指令就是具有原子性的，而 i++ 则不是，事实上 i++ 也是先拿 i，再修改，再重新赋值给 i 。
例如你让一个volatile的integer自增（i++），其实要分成3步：
1）读取volatile变量值到local；
2）增加变量的值；
3）把local的值写回，让其它的线程可见。
这3步的jvm指令为：
mov 0xc(%r10),%r8d ; Load
inc %r8d ; Increment
mov %r8d,0xc(%r10) ; Store
lock addl $0x0,(%rsp) ; StoreLoad Barrier
最后一步是内存屏障。
什么是内存屏障？
内存屏障告诉CPU和编译器先于这个命令的必须先执行，后于这个命令的必须后执行，同时强制更新一次不同CPU的缓存，也就是通过这个操作，使得 volatile 关键字达到了所谓的变量可见性。
这个时候我们就知道，一个操作并不是只有一步，而中间的几步，如果其他的CPU修改了值，将会都产生覆盖，还是会出现不安全的情况，这就导致了 volatile 无法保证原子性。
以前的 ++ 操作示例，加上 synchronized 后结果就正确了，如果用 volatile 不用 synchronized呢？示例代码：
public class NoAtomic {
private static volatile int num = 0;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
for (int i=0; i<100; i++){
new Thread(()->{
for (int j=0; j < 100; j++){
num++;
}
}).start();
}
Thread.sleep(3000);
System.out.println(num);
}
}
可以发现，输出结果小于预期，虽然 volatile 保证了可见性，但是却不能保证操作的原子性。
因此想要保证原子性，还是得回去找 synchronized 或者使用原子类。
二、volatile 和 synchronized 的区别
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volatile 本质是在告诉 jvm 当前变量在寄存器（工作内存）中的值是不确定的，需要从主存中读取；synchronized 则是锁定当前变量，只有当前线程可以访问该变量，其他线程被阻塞住。
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volatile 仅能使用在变量级别；synchronized则可以使用在变量、方法、和类级别的。
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volatile 仅能实现变量的修改可见性，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。
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volatile 不会造成线程的阻塞；synchronized 可能会造成线程的阻塞。
不过：现在基本不会用到 volatile，因为硬件层面，从工作内存到主存的更新速度已经提升的很快。
