关于volatile关键字

作用

关键字volatile的主要作用是使变量在多个线程间可见

举个例子：

class RunThread extends Thread {
    private boolean isRunning = true;
    public boolean isRunning() {
        return isRunning;
    }

    public void setRunning(boolean running) {
        isRunning = running;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("进入run了");
        while (isRunning == true) {

        }
        System.out.println("线程被停止了");
    }
}
public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        RunThread runThread = new RunThread();
        runThread.start();
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        runThread.setRunning(false);
        System.out.println("已经赋值为false");
    }

}

上述代码执行结果中，线程被停止这句话一直没有出现。

而给变量加上关键字volatile后：

class RunThread extends Thread {
    volatile private boolean isRunning = true;
    public boolean isRunning() {
        return isRunning;
    }

    public void setRunning(boolean running) {
        isRunning = running;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("进入run了");
        while (isRunning == true) {

        }
        System.out.println("线程被停止了");
    }
}
public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        RunThread runThread = new RunThread();
        runThread.start();
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        runThread.setRunning(false);
        System.out.println("已经赋值为false");
    }

}

则结果就明显不一样了，原因就是在runThread启动时，变量private boolean isRunning = true存在于公共堆栈及线程的私有堆栈中，在JVM被设置为-server模式时，为了线程运行的效率，线程一直在私有堆栈中取得isRunning的值是true，而代码thread.setRunning(false)；虽然执行，更新的是公共堆栈中的isRunning变量值false，所以一直就是死循环状态，volatile关键字的作用就是强制从公共堆栈中取得变量的值，而不是从线程私有数据栈中取得变量值。

这个是线程私有堆栈模型：

线程公共内存模型：

缺点

volatile关键字最致命的缺点是不支持原子性。

比较synchronized和volatile：
1.volatile是线程同步的轻量级实现，他只能修饰变量，而synchronized可以修饰方法以及代码块。
2.多线程访问volatile不会发生阻塞，而synchronized会。
3.volatile可以保证数据的可见性，但不能保证原子性，而synchronized可以保证原子性，间接也可以保证可见性，因为他会将私有内存和公共内存中的数据做同步。
4.volatile解决的是变量在多个线程之间的可见性，而synchronized关键字解决的是多个线程之间访问资源的同步性。

线程安全包含原子性和可见性两方面，Java同步机制都是围绕这两个方面来确保线程的安全的。

同时还需要注意一个点，就是在对有volatile关键字修饰的变量做一些操作时，比如对他进行加加操作，例如i++,这操作并不是一个原子操作，它分为：
1.从内存中取出i的值
2.计算i的值
3.将i写入内存中
假设计算第二步时，另一个线程也修改i的值，那么这个时候就会出现脏数据，解决办法就是加上synchronized关键字，所以volatile这个关键字本身并不处理原子性。

下面用图演示一下volatile关键字出现非线程安全原因。

1.read，load阶段：从主存赋值变量到当前线程工作内存
2.use，assign阶段：执行代码，改变共享变量值
3.store，write阶段：用工作内存数据刷新主存对应变量的值

对于volatile修饰的变量，JVM虚拟机只是保证从主存加载到线程工作内存的值是最新的，也就是volatile关键字解决的是变量读时的可见性问题，但无法保证原子性，对于多个线程访问同一个实例变量还是需要加锁同步。