Volatile

Volatile

vloatile关键字是Java虚拟机提供的最轻量级的同步机制，本文介绍volatile的作用和底层实现原理。

1、volatile解决线程安全性问题

我们说过，在多线程中存在竟态条件，会出现线程安全性问题

volatile关键字作用是保证可见性和有序性，并不会保证原子性。

volatile可以解决可见性问题

class ThreadDemo1 implements Runnable{

    public volatile boolean flag = false;

    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        flag = true;

    }
}


public class safeVolatileDemo1 {

    public static void main(String[] args) {

        ThreadDemo1 threadDemo1 = new ThreadDemo1();
        Thread thread = new Thread(threadDemo1);
        thread.start();

        while(true){
            if (threadDemo1.flag == true){
                System.out.println("ThreadDemo1.flag = true");

                break;
            }
        }
    }
}

volatile解决重排序问题

package com.jiang.ThreadSafe.safeVolatile;

/**
 * 重排序可能会带来的问题
 */
public class safeVolatileDemo2 {
    private volatile static int x = 0, y = 0;
    private volatile static int i = 0, j = 0;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        int count = 0;
        while(true){
            count++;
            x = 0;
            y = 0;
            i = 0;
            j = 0;

            Thread one = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    i = 1;
                    x = j;
                }
            });
            Thread two = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    j = 1;
                    y = i;
                }
            });
            two.start();
            one.start();
            one.join();
            two.join();

            String result = "第" + count + "次（" + x + "," + y + ")";
            if (x == 0 && y == 0) {
                System.out.println(result);
                break;
            } else {
                System.out.println(result);
            }
        }
    }
}

# 一直循环

2、volatile作用

在Happens-before先行发生原则中，有对volatile字段的描述

对某个volatile字段的写操作happens-before(先行于)每个后续对该volatile字段的读操作

对于一个线程对由volatile字段修饰的变量进行读操作时，直接读取主内存中的数据，进行写操作，直接写到主内存中。

使用volatile修饰字段之后：

1. 修改的值会立即写回主存

2. 修改值之后，其他线程中的工作内存的数据置为无效(在CPU缓存时提到，MESI会将数据设置为四种状态)

3. 工作内存中数据无效，会直接读取主内存中的数据

3、volatile原理

加入volatile关键字时，所生成的汇编代码会多出一条lock前缀指令

​ 这一条指令实际上相当于一个内存屏障(也称为内存栅栏)，内存屏障会提供三个功能：

1. 确保指令重排序时不会把其后面的指令排到内存屏障之前的位置，也不会把前面的指令排到内存屏障的后面。即在执行到内存屏障这句指令时，在它前面的操作已经全部完成

2. 它会强制将对缓存的修改操作立即写入主存

3. 如果是写操作，他会导致其他CPU中的对应的缓存行无效