高并发编程：15、缓存一致性，volatile关键字（二）

一、概述

能保证修饰变量的可见性、有序性，但不能保证原子性。

二、分析

1、不能保证原子性

public class Thread17 {

	private static volatile Integer INIT_VALUE = 0;
	private static Integer MAX_LIMIT = 500;
	
	public static void main(String[] args) {
		test2();
	}
	
	public static void test2() {
		new Thread(new Runnable() {
			public void run() {
				while(INIT_VALUE < MAX_LIMIT) {
					++INIT_VALUE;
					System.out.println("read : " + INIT_VALUE);
				}
			}
		},"read").start();
		
		try {
			Thread.sleep(10);
		} catch (InterruptedException e1) {
			e1.printStackTrace();
		}
		
		new Thread(new Runnable() {
			public void run() {
				while (INIT_VALUE < MAX_LIMIT) {
					++INIT_VALUE;
					System.out.println("update : " + INIT_VALUE);
					
				}
			}
		},"update").start();
	}

...
read : 378
read : 379
read : 380
read : 381
read : 382
read : 383
read : 384
update : 384
update : 386
update : 387
read : 385
read : 389
read : 390
update : 388
read : 391
...

当INIT_VALUE用volatile修饰，或不用volatile修饰都会出现两个相同的值如：384
这是因为++INIT_VALUE实际上是由三部分组成，这三部在多线程下的组合并不是原子性：
1、从主内存中获取INIT_VALUE的值。
2、进行运算。
3、重新赋值给INIT_VALUE变量。
如：当INIT_VALUE为383的时候，read线程运行完2之后，还没执行3。
线程cpu的执行权被切换到udpate线程，然后执行++INIT_VALUE操作，读取到的INIT_VALUE依然为383，所以执行完++INIT_VALUE之后输出的值为384。
当cpu的执行权再次切换到read线程的时候，继续执行第3步骤，输出的值也为384，所以看到输出了两次384。
证明了volatile并不能保证原子性。

2、可见性已在上一篇文章中已介绍：https://blog.youkuaiyun.com/oJueQiang123456/article/details/100867699

3、有序性，先看一段代码：

public class VolatileTest {
	private boolean isInit = false;
	public VolatileTest() {
		// 1、初始化程序
		init();
		// 2、设置为初始化完成
		isInit = true;
	}
	public void init() {
		
	}
	public void update() {
		if(isInit) {
			// 执行业务代码
		}
	}
}

逻辑顺序是：初始化程序、设置isInit为已初始化，执行update业务，看起来逻辑没有问题，在单线程下确实没问题，但在多线程下就会出现问题，如：因为jvm会对程序进行重排序(具体重排序规则查看网络资料)，重排序之后的代码可能为：

public VolatileTest() {
	// 2、设置为初始化完成
        isInit = true;
	// 1、初始化程序
	init();
}

jvm会保证最终一致性，执行完构造方法之后，当为单线程时，调用update业务不会有任务问题，但在多线程下重排序之后下：

当执行完2之后：isInit = true，但程序还未初始化。
cpu执行权切换到其它线程去执行update业务的时候程序还未初始化，导致程序有问题

所以可以在变量isInit中添加volatile关键字修饰来保证程序的有序性：这样在isInit被修改之前，一定会保证之前的代码全部执行完成了，这样就不会不会出现重排导致的问题了，具体的指令重排还有很多内容，比如happens-before原则，内存屏障等等

private volatile boolean isInit = false;