Java volatile

Volatile

作用：保证变量的可见性，有序性（禁止指令重排序）。不保证原子性。

如何保证可见性的？

场景：每个线程下都有一块 工作内存。要使用变量需要从 主内存 中把变量读取出来，使用完成后写入到主内存。如果这个时候在 工作内存 中修改，还没有来得及写入 主内存，其他的线程从主内存中读取又读取到旧的数据了，那么这个时候就是不可见的。

Volatile 是如何做的？

原理：

当对 volatile 变量进行 写操作 的时候，会立马将工作内存中的值写入到主内存中。
当对 volatile 变量进行 读操作 的时候，会将工作线程内的变量值置为无效，然后重新从主内存中获取。

禁止指令重排序

指令重排序 通常指的是 编译器 或 运行时环境 对程序代码中指令的顺序进行调整。

这个是编译时 Jvm 对代码的一个优化，他认为这部分命令重新排序后执行效率会更高。

多核 CPU 也会对指令进行重排序以实现更好的并行处理。

volatile 作用：表示该变量的操作禁止重排序这种优化。使得指令可以按照编码顺序执行，避免在并行情况下的逻辑紊乱。

样例

public class VolatileDemo {

    private static  boolean flag = true;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        new Thread(() -> {
            System.out.println("Start");
            while (flag) {
            }
            System.out.println("End");
        }).start();
	
        // 休眠一秒
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        flag = false;
    }
}

程序一直没有结束，这就是主线程修改后其他线程不可见导致的。

加下 volatile 关键字后，能够正常结束了。

    private static volatile boolean flag = true;

不加 Volatile 就不能保证可见性吗？

答案：不是！！！

还有那些情况可以让变量可见呢？

`synchronized` 互斥锁

原理：在获得互斥锁之后，会清除工作内存，重新从主内存中获取值到工作内存中，使用完成后将工作内存的值写到主内存，释放互斥锁。

修改样例

// 去掉 volatile
private static  boolean flag = true;

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

    new Thread(() -> {
        System.out.println("Start");
        while (flag) {
            // 增加打印日志
            System.out.println(flag);
        }
        System.out.println("End");
    }).start();

    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
    flag = false;
}

这样也能正常结束了。这是因为 System.out.println() 内部使用了 synchronized 关键字。

Sleep 休眠

让线程休眠触发 cpu 切换线程的机制，这样不可见的线程再重新唤醒后会重新从主内存中读取值

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

    new Thread(() -> {
        System.out.println("Start");
        while (flag) {
            try {
                // 让不可见的线程休眠一下，cpu唤醒后会重新从主内存中读取值
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
        System.out.println("End");
    }).start();

    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
    flag = false;
}