关于volatile关键字

Posted 2020-11-23 1994july

来源：衡阳网站优化 

  在java核心卷1中对volatile关键字是这么描述的：

volatile关键字为实例域的同步访问提供了一种免锁机制。如果声明一个域为volatile，那么编译器和虚拟机就知道该域是可能被另一个线程并发更新的。

    上述解释可以通过下面代码直观的描述：

public class VolatileAtomicSample {
    static Logger logger = Logger.getLogger(VolatileAtomicSample.class);

    private static boolean initFlag = false;

    public static void refresh() {
        logger.info("refresh data ......");
        initFlag = true;
        logger.info("refresh data success ......");
    }

    public static void loadData() {
        while (!initFlag) {

        }
        logger.info("线程：" + Thread.currentThread().getName()
                + "当前线程嗅探到initFlag的状态的改变！");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread threadA = new Thread(VolatileAtomicSample::loadData,"threadA");
        threadA.start();
        try {
            Thread.sleep(500);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        Thread threadB = new Thread(() -> {
            refresh();
        }, "threadB");
        threadB.start();
    }

上面的代码中线程B执行了refresh方法，貌似initFlag的值被改成了true，但是执行的结果仍然是：

refresh data ......

refresh data success ......

并没有打印：线程：threadA当前线程嗅探到initFlag的状态的改变！

如果将变量initFlag 用关键字 volatile 修饰，那么结果就是：

19/12/21 20:58:15 INFO volatile1.VolatileAtomicSample: refresh data ......
19/12/21 20:58:15 INFO volatile1.VolatileAtomicSample: refresh data success ......
19/12/21 20:58:15 INFO volatile1.VolatileAtomicSample: 线程：threadA当前线程嗅探到initFlag的状态的改变！

那么volatile的工作原理是什么，在底层是如何执行的。

可以通过一个图来描述：

 

主内存简称“主存” ，工作内存可以叫做线程的缓存。

线程A将initFlag先read出来，然后load到线程A的缓存中去，然后use就是交给代码来使用。

线程B也按线程A的方式来使用initFlag。

但是线程A，B之间是没有可见性的。所以，线程A读出来的initFlag=flase，是在线程A的工作内存中操作，线程B读出来的initFlag是在线程B的工作内存中操作，也是initFlag=flase，就算线程B将initFlag重新赋值成true，线程A也不知道，就出现了第一个结果。

    如果将initFlag加上一个volatile修饰符，那么线程B的中将initFlag的值改成true，就会执行assign，将true从代码部分放回线程B的工作内存，然后线程B的工作内存回执行store，然后再将修改的数据write到主存中去，这个时候，各个线程回对总线做监听，这个总线可以理解成一条河，那么所有线程都从总线中知道initFlag的状态发生改变了。然后每个对initFlag操作的工作线程都停止自己的操作，重新从主存中获取最新的数据再操作。

所以就是下面的这个图：

 

volatile 的工作原理就是上面的样子。

画外音：图确实画的有点渣。