Volatile关键字总结

一、Volatile关键字的知识点

volatile能保证线程的可见性，但不能保证线程的原子性

通过volatile关键字，保证线程每次读取变量是从主存中读取，不是通过L3或者L4缓存中读取

但问题在于volatile关键字只能保证每次缓存失效，不能保证操作是原子性的，我们知道i++这样的操作是分为3个步骤

从内存中读取变量

在线程的栈桢中操作加1

讲结果写入内存中

这样在多个线程中存在这样的现象，i=10，线程1读取了i的最新变量值，但是此时线程1遭遇阻塞或者挂起，线程2此时区读取i的最新变量值，此时仍为10，那么线程1和线程2都进行1++操作，那么操作了2次i++，结果为11

以下为代码实例

package com.huyi.thread;

import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
* Created with IntelliJ IDEA.
*
* @Author: huyi
* @Date: 2017/11/28 19:48
*/
public class Test {
public volatile int inc = 0;

Lock lock = new ReentrantLock();

public void increase() {
lock.lock();
try {
inc++;
}finally {
lock.unlock();
}
}

public static void main(String[] args) {
final Test test = new Test();
for(int i=0;i<10;i++){
new Thread(){
public void run() {
for(int j=0;j<1000;j++)
test.increase();
};
}.start();
}

while(Thread.activeCount()>1)  //保证前面的线程都执行完
Thread.yield();
System.out.println(test.inc);
}
}

可以发现结果（请断点执行）不为10000

二、volatile关键字的使用场景

　　下面这段话摘自《深入理解Java虚拟机》：

　　“观察加入volatile关键字和没有加入volatile关键字时所生成的汇编代码发现，加入volatile关键字时，会多出一个lock前缀指令”

　　lock前缀指令实际上相当于一个内存屏障（也成内存栅栏），内存屏障会提供3个功能：

　　1）它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，它会导致其他CPU中对应的缓存行无效。

volatile能保证可见性以及有序性，通过这些特性我们可以使用：

context = new Context(); //语句1
boolean volatile flag = true; //语句2

while(!flag){ //语句3
sleep();
}

doSomeThing(context); //语句4

假设线程1执行到语句2，线程2执行到语句3，由于flag使用了volatile关键字，那么能够保证语句1在语句2前执行，那么线程2执行到语句4的时候context是已经实例化，不会抛出NullPointException

使用双重检查 double-check

public class Singleton {
private volatile Singleton singleton;

public static Singleton getSingleton(){
if(singleton == null){
synchronized(this){
if(singleton == null){
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}

可能觉得这段代码很奇怪，为什么要检查2次singleton是否为空，实际上如果我们要写单例模式的话，应该会这样

public class Singleton {
private volatile Singleton singleton;

public static synchronized Singleton getSingleton(){
if(singleton == null){
singleton = new Singleton();
}
return singleton;
}
}

这样会简单很多，但反过来想想，第一段代码检查2次不是会更好减少线程锁（monitor）的开销吗，如果存在大量的线程操作，如何减少线程开销也是要考虑的问题

参考资料：

1. https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html

2. http://blog.csdn.net/dl88250/article/details/5439024