一、volatile作用

• 可以保證多線(xiàn)程環(huán)境下共享變量的可見(jiàn)性
• 通過(guò)增加內(nèi)存屏障防止多個(gè)指令之間的重排序

二、什么是可見(jiàn)性

可見(jiàn)性是指當(dāng)一個(gè)線(xiàn)程對(duì)于共享變量的修改，其他線(xiàn)程可以立刻看到修改之后的一個(gè)值，可見(jiàn)性本質(zhì)上由幾個(gè)方面造成的

cpu層面的高速緩存，在cpu里面呢設(shè)計(jì)了三級(jí)緩存去解決cpu運(yùn)算效率和內(nèi)存IO效率的問(wèn)題，但是它也帶來(lái)緩存一致性的一個(gè)問(wèn)題，而在多線(xiàn)程執(zhí)行的情況下呢，緩存一致性的問(wèn)題就會(huì)導(dǎo)致可見(jiàn)性的問(wèn)題，所以，對(duì)于增加了volatile關(guān)鍵字的一個(gè)修飾的共享變量，jvm虛擬機(jī)會(huì)自動(dòng)去增加一個(gè)#lock匯編指令，而這個(gè)指令會(huì)去根據(jù)不同的cpu型號(hào)會(huì)自動(dòng)添加總線(xiàn)鎖或者緩存鎖

三、什么是總線(xiàn)鎖和緩存鎖

• 總線(xiàn)鎖是鎖定cpu前端總線(xiàn)，從而去導(dǎo)致在同一個(gè)時(shí)刻，只能有一個(gè)線(xiàn)程和內(nèi)存通信，這樣就避免了多線(xiàn)程并發(fā)造成的可見(jiàn)性問(wèn)題
• 緩存鎖是對(duì)總線(xiàn)鎖的一個(gè)優(yōu)化，因?yàn)榭偩€(xiàn)鎖導(dǎo)致cpu的使用效率大幅度下降，所以，緩存鎖只針對(duì)于cpu三級(jí)緩存中的目標(biāo)數(shù)據(jù)去加鎖，而緩存鎖使用MESI緩存一致性協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)的

四、什么是指令重排序

指令重排序指令在編寫(xiě)的數(shù)據(jù)順序和執(zhí)行順序是不一致的，從而在多線(xiàn)程環(huán)境下導(dǎo)致可見(jiàn)性問(wèn)題，指令重排序本質(zhì)上是一種性能優(yōu)化的手段，指令重排序來(lái)自于幾個(gè)方面

• cpu層面針對(duì)于MESI協(xié)議更進(jìn)一步的優(yōu)化，去提升cpu一個(gè)利用率，他引入一個(gè)叫StoreBuffer的一個(gè)機(jī)制，而這種優(yōu)化機(jī)制呢，會(huì)導(dǎo)致cpu的亂序執(zhí)行，為了避免這樣的問(wèn)題，cpu提供內(nèi)存屏障指令，上層應(yīng)用可以在合適的地方去插入內(nèi)存屏障，去避免cpu指令重排序的一個(gè)問(wèn)題
• 編譯器在編譯的過(guò)程中，在不改變單線(xiàn)程語(yǔ)義和程序正確性的前提下，對(duì)指令進(jìn)行合理的重排序，從而去優(yōu)化整體的一個(gè)性能，所以共享變量增加了volatile關(guān)鍵字那么 編譯器層面就不會(huì)觸發(fā)編譯器的優(yōu)化，同時(shí)在jvm里面呢，他會(huì)插入內(nèi)存屏障指令來(lái)避免重排序的問(wèn)題

除了volatile關(guān)鍵字，從JDK5開(kāi)發(fā)，JMM就使用一種Happens-Before的模型去描述多線(xiàn)程可見(jiàn)性的一個(gè)關(guān)系,也就是兩個(gè)操作之間具備Happens-Before關(guān)系，那么這兩個(gè)操作具備可見(jiàn)性的一個(gè)關(guān)系，不需要再額外去考慮增加volatile關(guān)鍵字來(lái)提供可見(jiàn)性的一個(gè)保障

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