并发（二）——volatile理解

首先，确定一点就是volatile不具备原子性，但是拥有可见性，并且在一定程度上拥有有序性。
不具备原子性的原因：
因为可以认为是三个步骤

1. 根据jmm理解，从主内存获取变量的值，并将其放入线程工作内存
2. 工作区中的变量副本执行加一操作
3. 再将工作内存写入主内存

其中线程一和线程二有可能同时执行1，然后再执行2，3步骤的时候，就会重复赋同样的值。

可见性和有序性原因
volatile拥有指令重排和内存屏障这两个特点。
主要是以下四个指令

• LoadLoad屏障：对于这样的语句Load1; LoadLoad; Load2，在Load2及后续读取操作要读取的数据被访问前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。
• StoreStore屏障：对于这样的语句Store1; StoreStore; Store2，在Store2及后续写入操作执行前，保证Store1的写入操作对其它处理器可见。
• LoadStore屏障：对于这样的语句Load1; LoadStore; Store2，在Store2及后续写入操作被刷出前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。
• StoreLoad屏障：对于这样的语句Store1; StoreLoad; Load2，在Load2及后续所有读取操作执行前，保证Store1的写入对所有处理器可见。它的开销是四种屏障中最大的。在大多数处理器的实现中，这个屏障是个万能屏障，兼具其它三种内存屏障的功能
  其中StoreLoad保证了可见性，也就是更改后立即写入主内存；其他三个命令保证了有序性。

内存屏障的作用与意义：
cpu在执行class文件的时候，有可能会在不影响依赖性的情况下修改指令顺序，即指令重排
boolean contextReady = false;

在线程A中执行:

context = loadContext();

contextReady = true;

在线程B中执行:

while( ! contextReady ){

sleep(200);

}

doAfterContextReady (context);

以上程序看似没有问题。线程B循环等待上下文context的加载，一旦context加载完成，contextReady == true的时候，才执行doAfterContextReady 方法。

但是，如果线程A执行的代码发生了指令重排，初始化和contextReady的赋值交换了顺序：

boolean contextReady = false;

在线程A中执行:

contextReady = true;

context = loadContext();

在线程B中执行:

while( ! contextReady ){

sleep(200);

}

doAfterContextReady (context);

这个时候，很可能context对象还没有加载完成，变量contextReady 已经为true，线程B直接跳出了循环等待，开始执行doAfterContextReady 方法，结果自然会出现错误。

当加上volatile之后。

context = loadContext() 和屏障下方的volatile写入语句 contextReady = true 无法交换顺序，从而成功阻止了指令重排序。

volatile和synchronized区别
1、volatile不会进行加锁操作：

volatile变量是一种稍弱的同步机制在访问volatile变量时不会执行加锁操作，因此也就不会使执行线程阻塞，因此volatile变量是一种比synchronized关键字更轻量级的同步机制。

2、volatile变量作用类似于同步变量读写操作：

从内存可见性的角度看，写入volatile变量相当于退出同步代码块，而读取volatile变量相当于进入同步代码块。

3、volatile不如synchronized安全：

在代码中如果过度依赖volatile变量来控制状态的可见性，通常会比使用锁的代码更脆弱，也更难以理解。仅当volatile变量能简化代码的实现以及对同步策略的验证时，才应该使用它。一般来说，用同步机制会更安全些。

当且仅当满足以下所有条件时，才应该使用volatile变量：

1、 对变量的写入操作不依赖变量的当前值，或者你能确保只有单个线程更新变量的值。

2、该变量没有包含在具有其他变量的不变式中。

参考于http://www.sohu.com/a/211287207_684445
https://www.jianshu.com/p/ef8de88b1343
http://www.importnew.com/23535.html