关于volatile关键字的一些个人理解

前言

众做周知，JAVA语言做并发编程最适合不过了，而且提供了众多的关键字来保证在高并发下程序性的稳定性，syschronized和volatile都是一种锁的机制，但是有syschronized为什么还要有volatile呢？？其实，关键点就在于，性能问题

谈这个关键字，主要还是要从下面几点讲起

 一、内存模型的相关概念      

二、并发编程中的三个概念  

  三、深入剖析volatile关键字

 四、使用volatile关键字的场景  

  五、synchronize与volatile的区别

一、内存模型的相关概念

（1）不同的平台，内存模型是不一样的，但是jvm的内存模型规范是统一的       

（2）线程安全无非是要控制多个线程对某个资源的有序访问或修改。总结java的内存模型多线程下，要解决两个主要的问题：可见性和有序性。          

（3）我们都知道计算机有高速缓存的存在，处理器并不是每次处理数据都是取内存的。JVM定义了自己的内存模型，屏蔽了底层平台内存管理细节

内存模型的工作原理

线程执行的时候，将首先从主内存读值，再load到工作内存中的副本中，

然后传给处理器执行，执行完毕后再给工作内存中的副本赋值，

随后工作内存再把值传回给主存，主存中的值才更新

 二、并发编程中的三个概念

1、原子性

只有简单的读取、赋值（而且必须是将数字赋值给某个变量，变量之间的相互赋值不是原子操作）才是原子操作

当然，以下这些都是原子性操作，有兴趣的可以自行了解

LOCK(锁定),UNLOCK(解锁),read(读),load(载入),use(使用), assign(赋值),store(存储),write(写入)

2、可见性

多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看得到修改的值

3、有序性

在Java内存模型中，允许编译器和处理器对指令进行重排序，（JIT认为可以优化下就给你改变了执行顺序）

但是重排序过程不会影响到单线程程序的执行，却会影响到多线程并发执行的正确性

三、volatile关键字

Java语言提供了一种稍弱的同步机制，即volatile变量，用来确保将变量的更新操作通知到其他线程。

当把变量声明为volatile类型后，编译器与运行时都会注意到这个变量是共享的，

因此不会将该变量上的操作与其他内存操作一起重排序

volatile变量不会被缓存在寄存器或者对其他处理器不可见的地方，因此在读取volatile类型的变量时总会返回最新写入的值。

一旦一个共享变量（类的成员变量、类的静态成员变量）被volatile修饰之后，那么就具备了两层语义：

1、 保证多线程下的可见性 2、 禁止进行指令重排序(即保证有序性)。

四、volatile使用前提

1、对变量的写操作不依赖于当前值

2、该变量没有包含在具有其他变量的不变式中 简单来说,就是保证该操作是原子性操作

五、volatile的使用场景

1、volatile bean 模式 

volatile bean 模式适用于将 JavaBeans 作为“荣誉结构”使用的框架。在 volatile bean 模式中，JavaBean 被用作一组具有 getter 和/或 setter 方法 的独立属性的容器。volatile bean 模式的基本原理是：很多框架为易变数据的持有者（例如 HttpSession）提供了容器，但是放入这些容器中的对象必须是线程安全的。

在volatile bean 模式中，JavaBean 的所有数据成员都是 volatile 类型的，并且 getter 和 setter 方法必须非常普通 —— 除了获取或设置相应的属性外，不能包含任何逻辑。此外，对于对象引用的数据成员，引用的对象必须是有效不可变的。（这将禁止具有数组值的属性，因为当数组引用被声明为 volatile 时，只有引用而不是数组本身具有 volatile 语义）。对于任何 volatile 变量，不变式或约束都不能包含 JavaBean 属性

2、开销较低的读－写锁策略

之所以将这种技术称之为 “开销较低的读－写锁” 是因为您使用了不同的同步机制进行读写操作。因为本例中的写操作违反了使用 volatile 的第一个条件，因此不能使用 volatile 安全地实现计数器 —— 您必须使用锁。然而，您可以在读操作中使用 volatile 确保当前值的可见性，因此可以使用锁进行所有变化的操作，使用 volatile 进行只读操作。其中，锁一次只允许一个线程访问值，volatile 允许多个线程执行读操作，因此当使用 volatile 保证读代码路径时，要比使用锁执行全部代码路径获得更高的共享度 —— 就像读－写操作一样。然而，要随时牢记这种模式的弱点：如果超越了该模式的最基本应用，结合这两个竞争的同步机制将变得非常困难。

synchronized和volatile的异同

java中能创建volatile数组吗？

如果将volatile修饰在数组上，它只对引用这个数组的属性本身有效，而对这个数组里面引用的对象，是没有效果的

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