volatile

偏执的太偏执、 2022-12-30 13:32 145阅读 0赞

## 并发编程的三个重要特性 ##

**原子性：** 一个或一组操作，一旦开始，不会被线程调度机制打断，直到结束，中间不会有任何线程切换。要么所有操作全部执行，要么所有操作都不执行。synchronize 可保证代码片段的原子性；

**可见性：** 一个线程对共享变量进行了修改，其它线程都可以立刻看到修改后的值。volatile 关键字可以保证共享变量的可见性；

**有序性：** JVM 执行代码过程是有先后顺序的，但并非是代码编写顺序，Java 编译器以及JIT可能在运行期间对代码指令优化，进行指令重排。volatile 关键字可以禁止指令进行重排序优化。

## CPU 内存模型 ##

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[图片引用自 JavaGuide][JavaGuide]

CPU 处理速度远大于内存处理速度，CPU Cache 是解决CPU和内存速度不对等的。

CPU Cache 从内存中复制一份数据进来，运算完成后协会到内存中，多核多线程处理时就会出现缓存和内存数据不一致的问题。

CPU 通过制定缓存一致协议或其他方式解决缓存不一致的问题。

## JMM - Java 内存模型 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2RlanVueWFuZw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
[图片引用自 JavaGuide][JavaGuide 1]

JDK 1.2 之前 Java 内存模型实现总是从内存读取数据，不存在不一致问题；

JDK 1.2 之后Java线程把变量保存到线程内存中，不从内存直接读取数据，多线程操作同一个数据时可能会造成数据不一致。

如何解决呢？看下图：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2RlanVueWFuZw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]  
[图片引用自 JavaGuide][JavaGuide 2]

volatile 关键字标识 JVM 表名，这个变量是共享且不稳定的，每次使用它都要到主存中进行读取，处理完成后写回到主存；

volatile 关键字还会防止 JVM 指令重排；

volatile 关键字保证变量的可见性。

## 小结 ##

1.  volatile 关键字指示 JVM 绕过线程本地内存到主内存读取变量、处理、写回主存；
2.  volatile 关键字防止 JVM 指令重排；
3.  volatile 保证变量的可见性；

### 参考 ###

[JavaGuide - volatile 关键字][JavaGuide - volatile]

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[JavaGuide]: https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/2020-8/303a300f-70dd-4ee1-9974-3f33affc6574.png
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[JavaGuide 1]: https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/2020-8/0ac7e663-7db8-4b95-8d8e-7d2b179f67e8.png
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[JavaGuide 2]: https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/2020-8/d49c5557-140b-4abf-adad-8aac3c9036cf.png
[JavaGuide - volatile]: https://snailclimb.gitee.io/javaguide/#/docs/java/multi-thread/2020%E6%9C%80%E6%96%B0Java%E5%B9%B6%E5%8F%91%E8%BF%9B%E9%98%B6%E5%B8%B8%E8%A7%81%E9%9D%A2%E8%AF%95%E9%A2%98%E6%80%BB%E7%BB%93?id=_2-volatile-%e5%85%b3%e9%94%ae%e5%ad%97