一、前言

　　　　volatile的關(guān)鍵詞的使用在JVM內(nèi)存模型中已是老生常談了，這篇文章主要結(jié)合自己對可見性的一些認(rèn)識和一些直觀的例子來談?wù)剉olatile。文章正文大致分為三部分，首先會介紹一下happen-before,接著講解volatile的一些使用場景，最后會附上一些例子來論證使用與不使用volatile的區(qū)別。

二、happen-before

　　　　對操作系統(tǒng)有認(rèn)識的同學(xué)一定知道，CPU一般有三級緩存，在與內(nèi)存交互的時候，存在緩存與內(nèi)存的更新問題，其次CPU在讀取指令的時候，會做一些指令重排序的工作，提高程序運行效率。類比JVM內(nèi)存模型（見下圖），每個線程擁有自己的工作內(nèi)存，同時存在一個主存，線程間通過主存來進(jìn)行通信，同樣的，JVM也存在指令重排序，可見JVM內(nèi)存模型與實際物理內(nèi)存模型十分相似。（這里順便提一下，編譯器其實也會作一定重排序優(yōu)化）。

　　　　作為開發(fā)人員，你不可能了解到每個JVM優(yōu)化細(xì)節(jié)，更不可能了解到CPU何時會進(jìn)行指令重排序，所以java語言定義了更上層的一個概念，就是"happen-before"。起初，我看到這個單詞的時候，誤以為這是一個指令執(zhí)行順序的規(guī)則，后來仔細(xì)想想又發(fā)覺不對勁。如果”happen-before“僅僅是抽象了指令執(zhí)行順序的概念，那么它就把握不了“工作內(nèi)存將值寫回主存”和“工作內(nèi)存從主存中刷新自己的值”這個兩個action的時機(jī)。那么這個概念也就變得沒什么意義了。所以！所以！所以！”happen-before“是一個可見性的原則?。?！

下面給出happen-before的具體規(guī)則：

程序次序規(guī)則：一個線程內(nèi)，按照代碼順序，書寫在前面的操作先行發(fā)生于書寫在后面的操作；

鎖定規(guī)則：一個unLock操作先行發(fā)生于后面對同一個鎖額lock操作；

volatile變量規(guī)則：對一個變量的寫操作先行發(fā)生于后面對這個變量的讀操作；

傳遞規(guī)則：如果操作A先行發(fā)生于操作B，而操作B又先行發(fā)生于操作C，則可以得出操作A先行發(fā)生于操作C；

線程啟動規(guī)則：Thread對象的start()方法先行發(fā)生于此線程的每個一個動作；

線程中斷規(guī)則：對線程interrupt()方法的調(diào)用先行發(fā)生于被中斷線程的代碼檢測到中斷事件的發(fā)生；

線程終結(jié)規(guī)則：線程中所有的操作都先行發(fā)生于線程的終止檢測，我們可以通過Thread.join()方法結(jié)束、Thread.isAlive()的返回值手段檢測到線程已經(jīng)終止執(zhí)行；

對象終結(jié)規(guī)則：一個對象的初始化完成先行發(fā)生于他的finalize()方法的開始；

三、volatile的使用場景

　　　　happen-before的第三條規(guī)則提到“volatile變量規(guī)則：對一個變量的寫操作先行發(fā)生于后面對這個變量的讀操作”，也就是說；一個volatile變量的寫操作對后續(xù)對讀操作可見。說白了就是每次寫完volatile變量，都會將值從工作內(nèi)存寫回到主存中去，每次讀取volatile變量，工作內(nèi)存必須從主存中刷新下自己的值。如此的話，volatile就是為了解決多個線程共享數(shù)據(jù)的可見性問題。但是不是任何數(shù)據(jù)共享場景都可以使用volatile，必須滿足以下兩種情景才行。

　　　　應(yīng)用場景：

　　　　1.多個線程不依賴原值的情況下進(jìn)行讀寫操作

　　　　2.一個線程依賴原值進(jìn)行寫操作，多個線程進(jìn)行讀操作

在我看來，除了這兩種情況外，無非是多個線程依賴原值進(jìn)行運算，這樣子倒不是說volatile可見性不起作用了，而是無法保證讀取原值和運算是一個原子操作！舉個簡單的例子，多個線程執(zhí)行i++;i是一個共享變量，由于讀取i的值和i自增不是一個原子操作，所以i最終會丟失掉一部分自增過程。代碼如下，最終i輸出的結(jié)果是一個小于1000的整數(shù)。

/**
 * Created by chenqimiao on 17/8/23.
 */
public class Testv {
  public static volatile int i = 0;
  public static void main(String args[]){
    for (int i =0;i<1000;i++){
      new Thread(){
        public void run(){
          Thread.yield();
          Testv.i++;
        }
      }.start();
    }
    System.out.println(Testv.i);
  }
}

要滿足以上這種需求，我們還必須賦予代碼原子性，最常用的肯定是鎖操作了，一個字穩(wěn)，性能可觀，同時保證原子性和可見性。如果想操作一波的話，還可以考慮使用一些無鎖操作，如CAS，象java.util.concurrent包下的一些原子類就是利用了CAS來做到原子性，但原子性并不能保證可見性，這個時候，還需要配合volatile。

以上種種都是對volatile使用場景的概括，想了解具體的使用場景可以參考博文:https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-jtp06197.html

四、volatile可見性的證明

　　　先上段代碼好了，不知道從何說起了。

package com.example.demo.netty;
/**
 * Created with IntelliJ IDEA.
 * User: chenqimiao
 * Date: 2017/8/23
 * Time: 9:16
 * To change this template use File | Settings | File Templates.
 */
public class VolatileTest {
   boolean isStop = false;
  public void test(){
    Thread t1 = new Thread(){
      public void run() {
        isStop=true;
      }
    };
    Thread t2 = new Thread(){
      public void run() {
        while (!isStop);
      }
    };
    t2.start();
    t1.start();
  }
  public static void main(String args[]) throws InterruptedException {
    for (int i =0;i<25;i++){
      new VolatileTest().test();
    }
  }
}

　　　　上面這段代碼可能永遠(yuǎn)也不會結(jié)束，因為線程一對isStop的賦值，線程二可能對此并不可見。當(dāng)然只是可能，所以為了放大可見性問題，我這里作了25次循環(huán)。只要有一組線程，“線程一對isStop的賦值,線程二對此不可見”的情況發(fā)生，就不會退出程序。

　　　　now，假如你給 isStop 添加一個 volatile 關(guān)鍵字，那么你會發(fā)現(xiàn)程序立馬就會退出。

總結(jié)

以上所述是小編給大家介紹的volatile可見性的一些認(rèn)識和論證，希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會及時回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對腳本之家網(wǎng)站的支持！

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