神奇的volatile

什么是volatile？

  打开google，百度一下，你就知道~

  java编程语言允许线程访问共享变量，为了确保共享变量能被准确和一致的更新，线程应该确保通过排他锁单独获得这个变量。Java语言提供了volatile，在某些情况下比锁更加方便。如果一个字段被声明成volatile，java线程内存模型确保所有线程看到这个变量的值是一致的。volatile可以保证线程可见性且提供了一定的有序性，但是无法保证原子性。在JVM底层volatile是采用“内存屏障”来实现的。

  说的通俗一点，volatile能帮助我们实现一个重要的特性：保证在多线程处理下线程对资源修改的及时感知；说到volatile就一定会提及JMM内存模型和多线程任务并发场景。

  

  线程中共享的内存，其实并不是全部作为主内存使用的，每个线程对应有自己的堆栈内存，那么我们平时写一个thread，多线程测试会发现，一个共享变量在经过修改后还是会被其他线程所感知，这是为什么呢？

  这里就要说到cpu相关的硬件结构了，最早如果单核cpu单线程，完全不需要考虑这种情况，反正从头到尾都是你自己玩，想玩到天荒地老也不会有人管你。

  现在的服务器标配多核多线程，如果我有一个并发任务去处理，这时候我们并没有办法控制哪个任务会在哪个cpu切片上，具体的cpu如何分配线程，我们以后再说 ！

  我们可以看一段代码，这种写法在并发下会有问题：

i = i + 1；i ++

  为什么说这种方式会有并发问题呢，我们知道并发的三个特点：

1. 原子性：指一个操作是不可中断的，只能一次性执行完，一个操作一旦开始就不 会被其他线程影响
2. 可见性：如果一个线程修改了资源，其他线程不可见，我们就会说它是存在线程安全问题
3. 有序性：多线程无法保证顺序，在没有相关依赖关系时，会有指令重排的问题

  在jvm中，Java内存模型只保证了基本读取和赋值是原子性操作，如果要实现更大范围，就需要使用同步块或锁，顾名思义，上面的代码不是原子操作，它其实是将i的值取出来、再操作自增或者增加，再写入，这就是一个比较常见的并发问题：两个线程同时做i++操作，第一个线程先获取到了i的值，给i加1，这时候再写入，但是主内存还并没有将变量的值同步；这时第二个线程来获取i的值（这时候其实获取的是i的脏数据，并没有做完i++动作），它又将i加1后写入；

  针对这种情况，jvm帮我们提供了AtomicReference可以完成自增或者自增数之类的操作，它的底层是由指令实现的，可以避免这种情况，针对AtomicReference我们以后再详细聊聊。

有了volatile，它能帮助我们做什么？

  有了volatile，它最大的特点是，将一个共享变量及时刷新到共享内存中去，使其他线程也可以立即感知到它的变化。

  其实在jvm，字节码文件中，jvm对加了关键字volatile的变量，在变量修改后立即同步主内存并刷新到共享内存中，其他线程可以立即感知

实例

boolean isRun = false;
while(!isRun){
   //doThings
}

isRun = true;

  上面这种自旋唤醒执行的条件，只有当isRun为true时才会执行，上面两步可以分为两个线程执行，如果第二个线程执行了isRun = true的条件，但是主内存并没有同步到共享内存中，线程1是无法感知的，它还会去执行直到主内存同步完成。

  同时，volatile还能够在一定情况下保证有序性：

    volatile可以禁止指令重排，指令重排的意思就是，jvm在优化执行过程时，对没有依赖的相关代码，并不会完全按照代码的顺序执行：

实例

 int i = 0;               
boolean flag = false;
i = 1;                //语句1   
flag = true;          //语句2

  语句1和语句2，我们不能保证肯定是语句1先执行语句2后执行，这就是指令重排的意思，flag和i并没有相互依赖的东西，jvm认为它们重排并不会影响最终结果（思路有点像存储读写分离的保证最终一致性）

摘自//blog.csdn.net/qq_42569136/article/details/123219118

 private static ObjInstance instance;
//线程1
if(instance!=null){
    instance.method();
}
//线程2
if(instance==null){
    synchronized (ObjInstance.class){
        if(instance==null){
            instance = new ObjInstance();
        }
    }
}

  这种情况，就是指令重排后会导致出现执行顺序的问题

我们应该在什么时候使用volatile？

synchronized关键字是防止多个线程同时执行一段代码，那么就会很影响程序执行效率，而volatile关键字在某些情况下性能要优于synchronized，但是要注意volatile关键字是无法替代synchronized关键字的，因为volatile关键字无法保证操作的原子性