volatile关键字的理解

在这篇中我们知道引起线程间内存不可见问题，有三个原因：

1.没有保证原子性

2.没有保证可见性

3.没有保证顺序性

本文是本文讲解的三个知识：

1.volatile关键字的特性是什么？

2.如何我们要使用Java内存模型分析线程通信，那么在Java内存模型中带有volatile关键字的字段该如何分析呢？即volatile的内存语意。

3.volatile是如何解决内存可见性问题的，即volatile是如何满足以上三个条件呢？

下面进入正文

一、volatile关键字的特性

原子性：对于任意单个volatile变量的读写具有原子性，但类似于i++这种复合操作不具有原子性。

可见性：对于一个volatile变量的读，总能看到（任意线程）对这个volatile变量最后一次写。（一个线程读volatile变量，总能读到最后一次写的数据）

顺序性：volatile也会禁止编译器和处理器进行冲排序

产生线程安全的原因有三个，但是volatile的特性只满足了可见性、顺序性。也就是说被volatile关键字修饰的字段，如果不满足原子性，有可能还是会出内存可见性问题（线程安全问题）。

二、volatile的内存语意

那么在Java内存模型中带有volatile关键字的字段该如何分析呢？结合上图的Java内存模型来看内存语意。

volatile变量读的内存语意：JMM会把线程的本地工作内存置为无效，然后从主内存中读取。
volatile变量写的内存语意：JMM会把线程的本地工作中的共享变量刷新回主内存。

volatile的内存语意规定了 Java内存模型中 工作内存和主内存之间的交互。

三、volatile是如何解决内存可见性问题的。

volatile关键字在编译时，会插入一下这写内存屏障：

在每个volatile写操作的前面插入一个StoreStore屏障

在每个volatile写操作的后面面插入一个StoreLoad屏障

在每个volatile读操作的前面插入一个LoadLoad屏障

在每个volatile读操作的后面插入一个LoadStore屏障

内存屏障的作用就是保证可见性和顺序性。

在读操作的前面在了LoadLoad屏障，LoadLoad屏障会连续执行read->load->use几项操作，因此

线程中每次use变量时，都需要连续执行read->load->use几项操作，即所谓的每次使用都要从主内存更新变量值，这样其它线程的修改对该线程就是可见的。

在写操作的后面面在了StoreLoad屏障，LoadLoad屏障会连续执行assign->store->write几项操作，线程每次assign变量时，都需要连续执行assign->store->write几项操作，即所谓每次更新完后都会回写到主内存，这样使得其它线程读到的都是最新数据。

四、总结

volatile关键字不能保证复合操作的原子性，因此volatile关键字并不能完全解决内存可见性问题。