【Java -- 基础】关键字 volatile

前言

在 Java 中，Java 中 volatile 关键字十分重要。

1. 定义

Java 中的1个关键字 / 修饰符

2. 作用

保证被 volatile 修饰的共享变量的可见性 & 有序性，但不保证原子性

3. 具体描述

储备知识：原子性、可见性 & 有序性

3.1 保证可见性

• 具体描述 volatile修饰的属性保证每次读取都能读到最新的值

但不会 & 无法更新已经读了的值

• 原理 线程A在工作内存中修改的共享属性值会立即刷新到主存，线程B/C/D每次通过读写栅栏来达到类似于直接从主存中读取属性值

1. 只是类似，网上有些说volatile修饰的变量读写直接在主存中操作，这种说法是不对的，只是表现出类似的行为
2. 读写栅栏是一条CPU指令；插入一个读写栅栏 = 告诉CPU & 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（有序性）
3. 读写栅栏另一个作用是强制更新一次不同CPU的缓存。例如，一个写栅栏会 把这个栅栏前写入的数据刷新到缓存，以此保证可见性

3.2 保证有序性

• 具体描述 当对volatile修饰的属性进行读/写操作时，其前面的代码必须已执行完成 & 结果对后续的操作可见

• 原理 重排序时，以volatile修饰属性的读/写操作代码行为分界线，读/写操作前面的代码不许排序到后面，后面同理不许排序到前面。由此保证有序性

3.3 不保证原子性

• 具体描述 volatile修饰的属性若在修改前已读取了值，那么修改后，无法改变已经复制到工作内存的值

即无法阻止并发的情况

• 原理

// 变量a 被volatile修饰 
volatile static int a=0;
a++;
// 包含了2步操作：1 = 读取a、2= 执行a+1 & 将a+1结果赋值给a
// 设：线程A、B同时执行以下语句，线程A执行完第1步后被挂起、线程B执行了a++，那么主存中a的值为1
// 但线程A的工作内存中还是0，由于线程A之前已读取了a的值 = 0，执行a++后再次将a的值刷新到主存 = 1
// 即 a++执行了2次，但2次都是从0变为1，故a的值最终为1

4. 应用场景

由于 volatile 保证可见性和有序性，被 volatile 修饰的共享属性一般并发读/写没有问题，可看做是一种轻量级的 synchronized 实现