volatile关键字详解

volatile的特性

Java内存模型对volatile专门定义了一些特殊的访问规则，当一个变量定义为volatile之后，它将具备两种特性。

保证此变量对所有线程的可见性，即当一条线程修改了这个变量的值，新值对于其他线程来说是可以立即得知的。而普通变量不能做到这一点，普通变量的值在线程间传递均需要通过主内存来完成，例如，线程A修改一个普通变量的值，然后向主内存进行回写，另外一条线程B在线程A回写完成了之后再从主内存进行读取操作，新变量值才会对线程B可见。

禁止指令重排序优化。普通的变量仅仅会保证在该方法的执行过程中所有依赖赋值结果的地方都能获取到正确的结果，而不能保证变量赋值操作的顺序与程序代码中的执行顺序一致。因为在一个线程的方法执行过程中无法感知到这点，这也就是Java内存模型中描述的所谓的“线程内表现为串行的语义”（Within-Thread As-If-Serial Semantics）。

volatile能保证原子性吗？

关于volatile变量的可见性，经常会被开发人员误解，认为以下描述成立：“volatile变量对所有线程是立即可见的，对volatile变量所有的写操作都能立刻反应到其他线程之中，换句话说，volatile变量在各个线程中是一致的，所以基于volatile变量的运算在并发下是安全的”。这句话的论据部分并没有错，但是其论据并不能得出“基于volatile变量的运算在并发下是安全的”这个结论。volatile变量在各个线程的工作内存中不存在一致性问题，但是Java里面的运算并非原子操作，并且volatile并不能保证原子性，导致volatile变量的运算在并发下一样是不安全的，我们可以通过一段简单的演示来说明原因，请看下面的例子。

volatile能保证线程安全吗?

volatile不能够保证线程安全。想要线程安全必须保证原子性，可见性，有序性。而volatile只能保证可见性和有序性。

总结：

 

1. 每个线程有自己的工作内存，工作内存中的数据并不会实时刷新回主内存，因此在并发情况下，有可能线程A已经修改了成员变量k的值，但是线程B并不能读取到线程A修改后的值，这是因为线程A的工作内存还没有被刷新回主内存，导致线程B无法读取到最新的值。
2. 在工作内存中，每次使用volatile修饰的变量前都必须先从主内存刷新最新的值，这保证了当前线程能看见其他线程对volatile修饰的变量所做的修改后的值。
3. 在工作内存中，每次修改volatile修饰的变量后都必须立刻同步回主内存中，这保证了其他线程可以看到自己对volatile修饰的变量所做的修改。
4. volatile修饰的变量不会被指令重排序优化，保证代码的执行顺序与程序的顺序相同。
5. volatile保证可见性，不保证原子性，部分保证有序性（仅保证被volatile修饰的变量）。
6. 指令重排序的目的是为了提高性能，指令重排序仅保证在单线程下不会改变最终的执行结果，但无法保证在多线程下的执行结果。
7. 为了实现volatile的内存语义，编译器在生成字节码时，会在指令序列中插入内存屏障来禁止重排序。

原文：https://blog.youkuaiyun.com/v123411739/article/details/79438066