想要理解volatile关键字，你只需要掌握它的这三个特点

Posted 2021-05-26 杀手不太冷！

文章目录

• 想要理解volatile关键字，你只需要掌握它的这三个特点
• • volatile关键字可以保证被修饰变量的可见性
  • volatile不能保证修饰变量的原子性
  • volatile可以避免指令重排

想要理解volatile关键字，你只需要掌握它的这三个特点

volatile关键字可以保证被修饰变量的可见性

要想理解volatile关键字，得先了解下JAVA的内存模型，Java内存模型的抽象示意图如下：

从图中可以看出每一个线程，都有一个本地内存，操作共享变量的时候，线程执行时，会先把主内存中的共享变量拷贝一份到每一个线程的本地内存中，然后再对该共享变量进行操作。等到操作完成之后，在某个时刻会把本地内存中的操作共享变量的结果刷新到主内存中。

能够体现volatile关键字修饰的变量可以被所有的线程看见的例子，如下图：

上图程序的运行结果，如下图：

但是如果要是不用volatile关键字修饰标志变量continuePrint，如下图:

去掉volatile关键字之后的运行结果，如下图:

去掉volatile关键字之后，Thread-0线程中接收不到main线程中修改标志变量continuePrint后的结果的原因是：main线程和Thread-0线程都有一个本地内存，刚开始的时候，标志变量continuePrint的值是true,这个值存放在主内存中，main线程和Thread-0线程执行的时候，会从主内存把continuePrint=true复制一份到它们的本地内存之中，它们操作各自本地内存之中的continuePrint标志变量的时候互不影响，在main线程中把continuePrint的值改成false,就仅仅是在main线程的本地内存中把continuePrint的值改成了false,不会影响Thread-0线程本地内存中的continuePrint的值，它的值仍然是true,因此Thread-0线程中的while循环不会终止。

加上volatile关键字之后，Thread-0线程中可有接收到main线程中修改结果的原因是:如果用volatile关键字修饰continuePrint标志变量，那么线程main和线程Thread-0在读取continuePrint标志变量的时候，不会从它们的本地内存中读取，而是会从主内存中读取；在读取之后，写入continuePrint标志变量的时候，main线程和Thread-0线程也会直接把continuePrint标志变量的值写入到主内存中，而不是写入到它们的本地内存之中。因此，这样的话，在main线程中把continuePrint标志变量的值改成false之后，在Thread-0线程中是可以读取到的。

volatile不能保证修饰变量的原子性

什么叫做原子性，就是某系列的操作步骤要么全部执行，要么都不执行，比如:

i++这句代码其实对应的JVM字节码指令有三条，第一条是从内存中取出i的值，第二条是对i进行加一，第三条是把加一后的i存入内存中，如果这三条指令不能同时执行，这就叫做不能保证i++这句代码的原子性；

volatile不能保证被修饰的变量的原子性的例子，如下图：

volatile不能保证被修饰变量的原子性，其实也就是说明了volatile不能保证被修饰变量的线程安全。

volatile可以避免指令重排

什么是指令重排？

你比如有两句代码int a=1;int b=2;指令重排之后可能就变成了int b=2;int a=1;但是指令重排并非可以任意的重排，也是有限制的，比如有三句代码int a=1;int b=a+1;int c=3;因为b依赖a,所以int b=a+1;这句代码就不能排在int a=1;的前面，但是c不依赖a和b的任何一个，所以int c=3这句代码可以重排的任意位置；

指令重排有什么用？

指令重排可以提高cpu处理器的效率，为什么这样说呢？你比如，有两个cpu处理器A,B

处理器A执行代码 变量a++ 变量b++

处理器B执行代码 变量a++ 变量b++

但是如果按这样的顺序执行的话，那么在A处理器执行 变量a++的时候，B处理器就必须先停止，这样也就浪费了cpu资源；

但如果进行一下指令重排，把处理器B执行的代码重排成 变量b++ 变量a++,那么在处理器A执行变量a++操作的时候，处理器B就不需要停止了，它可以执行变量b++操作，这样的话也就提高了cpu的效率。

**volatile关键字修饰的变量不会被指令重排序优化。**这里以《深入理解JAVA虚拟机》中一个例子来说明下自己的理解：

线程A执行的操作如下：

Map configOptions ;
char[] configText;

volatile boolean initialized = false;

//线程A首先从文件中读取配置信息,调用process...处理配置信息,处理完成了将initialized 设置为true
configOptions = new HashMap();
configText = readConfigFile(fileName);
processConfig(configText, configOptions);//负责将配置信息configOptions 成功初始化
initialized = true;

线程B等待线程A把配置信息初始化成功后，使用配置信息去干活…线程B执行的操作如下：

while(!initialized)
{
    sleep();
}
//使用配置信息干活
doSomethingWithConfig();

如果initialized变量不用 volatile 修饰，在线程A执行的代码中就有可能指令重排序。

即：线程A执行的代码中的最后一行：initialized = true 重排序到了 processConfig方法调用的前面执行了，这就意味着：配置信息还未成功初始化，但是initialized变量已经被设置成true了。那么就导致 线程B的while循环“提前”跳出，拿着一个还未成功初始化的配置信息去干活(doSomethingWithConfig方法)。。。。

因此，initialized 变量就必须得用 volatile修饰。这样，就不会发生指令重排序，也即：只有当配置信息被线程A成功初始化之后，initialized 变量才会初始化为true。综上，volatile 修饰的变量会禁止指令重排序（有序性）