Volidate关键字

1.主要作用：用在多线程编程时，当在jvm开启优化性能的时候，强制线程在使用volidate修饰的变量的时候，从主内存中读取，不从线程副本内存中读取变量，从而保证了变量的同步安全。

2.为什么会有线程副本？
因为这个是jvm开启优化的一种方式。跟jvm内存分配有关。
简要分析：
有一个主内存，和运行线程复制主内存副本的内存。
当一个线程运行的时候，会把用的变量从主内存中读取到自己线程内存，在线程运行过程中操作变更的值都在本地内存存储，最后，再把线程内存中的值回写到主内存中。
这样，当别的线程运行时，也是从主内存中加载变量（其他线程还未写回写主内存），就会造成线程拿到的数据不是最新的，出现数据混乱。

 当用volidate修饰变量的时候，就会强制所有线程每次读取变量，都从主内存中读取，并且变化直接操作主内存，不在本地线程内存。

但是用volidate修饰，并不能保证变量操作的原子性，即不能保证一个线程执行该变量时的原子操作，会被其他线程中断，引起数据不一致。

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volidate是多线程环境下，可以保证不同的线程之间，操作同一个变量能互相通讯可见的。但是不能保证操作原子性。

volidate是如何保证内存可见性的/有序性，防止指令重排序？

主要是内存屏障，通过添加指令保证

可见性

1.通过指令。lock前缀指令。在由volidate修饰的变量，前后会加上lock指令，在计算操作完变量后，会强制变量直接写会主内存。

然后，通过协议嗅探机制线程的工作内存，通知其他的线程从主内存读取数据。

volidate修饰的变量，会在程序执行前后添加一个汇编指令，这个指令会促发相应的协议，这个协议会促发通过嗅探技术让总线不同的监控变量值的变化，，一旦变化，会直接从主内存写回工作内存。

有序性

内存屏障指令，load,loadstore等指令 loadBarrier 读屏障 ，storeBarrier写屏障。在前后代码加上这些指令，可以保证代码执行指令不进行重排序。

cpu和内存交互

cpu缓存

内存读取的速度，赶不上cpu的速度，所以在cpu上加了高速缓存。

但是这样就有了缓存一致性的问题？每个cpu都有自己的高速缓存区。这样对于涉及一块主内存区域的操作的时候，怎么保证各个缓存区的数据一致性，

有缓存，就会有一致性问题

为了解决这个问题，各个cpu需要遵循一致性协议MSI，MESI

在cpu层面，提供了一系列的保障

     1.硬件层内存屏障  loadBarrier 读屏障 ，storeBarrier写屏障

     不同硬件处理器的内存屏障方式不一样，java怎么屏蔽这些差异的：通过jvm生成内存屏障指令。

      读指令;在其他指令前插入读指令，会直接读取主内存的数据，使得高速缓存区失效  volidate就是这样的。在读写前后添加内存屏障，实现内存可见性

内存屏障的作用：

强制从主内存读取数据，使得脏数据被刷新，重写写回主内存， 阻止内存屏障两侧指令重排序

编写并发程序，主要是对于共享变量的管理

什么是同步：

    同步不仅是原子操作，临界。更是内存可见性的。一个线程同步操作完，希望操作后的信息，被其他线程看到。

什么是重排序

        重排序：会导致写入变量的顺序和代码的顺序不一致。在多线程环境里面。不能保证，按照程序写定的顺序执行

       volidate修饰，可以使变量的值，在一个线程更新时，其他线程可以预见，不会重排序。这个变量会被监视是共享的

volidate的使用：
     在一个引用的状态需要可见，或则标志重要的生命周期事件（初始化和销毁。）检查状态的标记：循环

      volidatae只能保证可见性，不能保证原子性。  加锁：既可以保证原子性和可见性。 对于变量修改用volidate不能达到数据同步安全

使用volidate条件：

              当只有一个线程修改变量操作，

               写入的变量不依赖其他线程的变量值

              变量不需要和其他需要变更状态的变量之间有依赖。

               访问变量时，没有其他原因加锁