volatile关键字
volatile 可以保证可见性，但不保证原子性：
- 当写一个 volatile 变量时，JMM 会把该线程在本地内存中的变量强制刷新到主内存中去；
- 这个写操作会导致其他线程中的 volatile 变量缓存无效。
volatile 会禁止指令重排
重排序需要遵守的规则：
- 重排序不会对存在数据依赖关系的操作进行重排序。比如：
a=1;b=a;这个指令序列，因为第二个操作依赖于第一个操作，所以在编译时和处理器运行时这两个操作不会被重排序。 - 重排序是为了优化性能，但是不管怎么重排序，单线程下程序的执行结果不能被改变。比如：
a=1;b=2;c=a+b这三个操作，第一步 (a=1) 和第二步 (b=2) 由于不存在数据依赖关系，所以可能会发生重排序，但是 c=a+b 这个操作是不会被重排序的，因为需要保证最终的结果一定是 c=a+b=3。
当使用 volatile 关键字来修饰一个变量时，Java 内存模型会插入内存屏障（一个处理器指令，可以对 CPU 或编译器重排序做出约束）来确保以下两点：
写屏障（Write Barrier）：当一个 volatile 变量被写入时，写屏障确保在该屏障之前的所有变量的写入操作都提交到主内存。读屏障（Read Barrier）：当读取一个 volatile 变量时，读屏障确保在该屏障之后的所有读操作都从主内存中读取。
换句话说：
- 当程序执行到 volatile 变量的读操作或者写操作时，在其前面操作的更改肯定已经全部进行，且结果对后面的操作可见；在其后面的操作肯定还没有进行；
- 在进行指令优化时，不能将 volatile 变量的语句放在其后面执行，也不能把 volatile 变量后面的语句放到其前面执行。
也就是说，执行到 volatile 变量时，其前面的所有语句都必须执行完，后面所有得语句都未执行。且前面语句的结果对 volatile 变量及其后面语句可见。
volatile 不适用的场景
public class Test {
public volatile int inc = 0;
public void increase() {
inc++;
}
public static void main(String[] args) {
Test test = new Test();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
for (int j = 0; j < 1000; j++){
test.increase();
}
}
}).start();
}
// 保证前面的线程都执行完
while (Thread.activeCount() > 1) {
Thread.yield();
}
// inc output:9889
System.out.println("inc output:" + test.inc);
}
}
-
IDEA用不加断点的 debug 模式运行。（直接运行，IDEA 还会开启一个 Monitor Ctrl-Break 线程）
-
inc++不是一个原子性操作，由读取、加、赋值 3 步组成，所以结果并不能达到 10000
解决办法：
- 方法前加上
synchronized
public synchronized void increase() {
inc++;
}
- 采用
Lock，通过重入锁ReentrantLock对inc++加锁
Lock lock = new ReentrantLock();
public void increase() {
lock.lock();
inc++;
lock.unlock();
}
- 采用原子类
AtomicInteger
public AtomicInteger inc = new AtomicInteger();
public void increase() {
inc.getAndIncrement();
}
volatile 实现双重检测锁的单例模式
public class SingleInstanceTest {
private SingleInstanceTest() {
}
// 使用 volatile 关键字是为了防止 INSTANCE = new SingleInstanceTest(); 这一步被指令重排序
private volatile static SingleInstanceTest INSTANCE;
public static SingleInstanceTest GetInstance() {
if (INSTANCE == null) {
synchronized (SingleInstanceTest.class) {
if (INSTANCE == null) {
// new SingleInstanceTest()有三个子步骤
// 步骤 1：为 SingleInstanceTest 对象分配足够的内存空间，伪代码 memory = allocate()。
// 步骤 2：调用 SingleInstanceTest 的构造方法，初始化对象的成员变量，伪代码 ctorInstanc(memory)。
// 步骤 3：将内存地址赋值给 INSTANCE 变量，使其指向新创建的对象，伪代码 INSTANCE = memory。
INSTANCE = new SingleInstanceTest();
}
}
}
return INSTANCE;
}
}
