1、volatile的作用 一個線程共用變數（類的成員變數、類的靜態成員變數等）被volatile修飾之後，就具有以下作用： 1）併發中的變數可見性（不同線程對該變數進行操作時的可見性），即一個線程修改了某個變數的值，則該新值對其他線程立即可見（可立即訪問新值/立即強制寫入主存）； 2）禁止指令重排 ...
1、volatile的作用
一個線程共用變數（類的成員變數、類的靜態成員變數等）被volatile修飾之後，就具有以下作用：
1）併發中的變數可見性（不同線程對該變數進行操作時的可見性），即一個線程修改了某個變數的值，則該新值對其他線程立即可見（可立即訪問新值/立即強制寫入主存）；
2）禁止指令重排（包括java編譯器和CPU運行時指令重排序）；
3）禁用緩存（java虛擬機規範）---子線程的工作記憶體（包括了CPU緩存）。
2、相關概念
2.1）指令重排序：
（1）java編譯器運行時指令重排序（實質是JVM的優化處理），java源碼編譯生成class文件後，JVM需要在運行時(runtime)將位元組碼文件（class文件）轉化為操作系統能夠執行的指令（JIT編譯器），在轉換的過程中jvm會對指令進行優化調整，以提高運行效率。
（2）CPU運行時指令重排序，cpu優化的方式，為避免處理器訪問主記憶體的時間開銷，處理器採用緩存機制（三層緩存）提高性能（緩存之間的數據一致性遵循協議規範），當CPU寫緩存時，發現緩存區塊正被其他CPU占用，為了提高CPU的處理性能，可能將後面的讀緩存命令優先執行。
2.2）java記憶體模型規範：
線程要操作共用變數時，需要從主記憶體讀取到工作記憶體，改變值後需要從工作記憶體同步到主記憶體中。多線程的情況下，同步到主記憶體時遵循同步協議規範。
3、相關現象分析
3.1）先看一段代碼，
public class VolatileInfo {
private static boolean flag = true;
public static void main(String[] args) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
long start = System.currentTimeMillis();
long end = 0;
int index = 0;
while (VolatileInfo.flag) {
index++;
end = System.currentTimeMillis();
if ((end-start)/1000==5) {//5秒之後結束任務
break;
}
}
System.out.println("index:"+index);
System.out.println("cost:"+(end-start)/1000+"s");
}
}).start();
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);//阻塞線程2秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
VolatileInfo.flag = false;
System.out.println("條件置為false");
}
}
輸出結果：
條件置為false index:269460217 cost:5s
耗時5秒，並不是2秒後停止（註：靜態變數flag用volatile 修飾後執行時間是2秒）。
3.2）問題分析：
1）主線程阻塞後修改的flag的值並沒有及時寫入到主存，子線程沒有及時讀取到flag值，導致迴圈繼續執行---即存在緩存；
2）指令重排序，先從主記憶體中執行讀的操作，陷入死迴圈，不再向主記憶體寫入。
3.3）解決辦法：
1）flag變數使用volatile關鍵詞修飾；
2）使用Synchronized加同步鎖（從主存中直接讀取，相當於禁用緩存，參考4.3）；
while (VolatileInfo.flag) {
synchronized (this) {
index++;
}
end = System.currentTimeMillis();
if ((end - start) / 1000 == 5) {// 5秒之後結束任務
break;
}
}
3）從eclipse中將jvm執行class文件的方式改為client（預設是server模式，jvm進行了一些優化調整）；
4）從eclipse中配置添加關閉server優化的參數---此處請自行百度^_^； ---------- 禁止指令重排。
4、擴展知識點
4.1）java記憶體模型多線程情況下的工作記憶體和主記憶體同步協議的8種原子操作：
lock(鎖定)：作用於主記憶體，將主記憶體中的變數鎖定，為一個線程所獨有；
unlock(解鎖)：作用於主記憶體，解除lock的鎖定，釋放後的變數能夠被其他線程訪問；
read(讀取)：作用於主記憶體，將主記憶體中的變數讀取到工作記憶體中，以便隨後的load動作使用；
load(載入)：作用於工作記憶體，它把read讀取的值保存到工作記憶體中的變數副本中；
use(使用)：作用於工作記憶體，它把工作記憶體中的值傳遞給線程代碼執行引擎；
assign(賦值)：作用於工作記憶體，它把從執行引擎處理返回的值重新賦值給工作記憶體中的變數；
store(存儲)：作用於工作記憶體，將變數副本中的值傳送到主記憶體中，以備隨後的write操作使用；
write(寫入)：作用於主記憶體，它把store傳送值寫到主記憶體的共用變數中。
4.2）java記憶體模型操作規範：
1）將一個變數從主記憶體複製到工作記憶體要順序依次（不一定連續）執行read、load操作；
2）做了assign操作，必須同步回主記憶體等。
4.3）保證線程共用變數可見性的方式：
1）用final修飾的變數
2) Synchronized 同步鎖
Synchronized規範， 進入同步塊前，先清空工作記憶體中的共用變數，從主記憶體中重新載入； 解鎖前必須把修改的共用變數同步回主記憶體。
鎖機制，鎖機制保護共用資源，只有獲得鎖的線程才能操作共用資源。
3) 用volatile修飾的變數
volatile語義規範，使用volatile修飾的變數時，必須從主記憶體中載入，並且read、load是連續的；修改volatile修飾的變數時，必須立即同步到主記憶體，並且store、write是連續的。
一字一句敲的，支持原創，轉載請註明出處，謝謝：https://www.cnblogs.com/huyangshu-fs/p/10225898.html
