volatile写操作的happens-before规则

当一个线程对volatile变量进行写操作时：

• JMM会确保该写操作之前的所有操作（包括普通变量的读写）都已完成，并且这些操作的结果对后续的volatile读操作是可见的。

• 这意味着，volatile写操作之前的操作不会被重排序到写操作之后。

示例：

java

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int x = 1;
volatile boolean flag = false;

// 线程1
x = 2;          // 普通写操作
flag = true;    // volatile 写操作

在以上代码中：

• x = 2的写操作一定会在flag = true之前完成。

• 当flag = true写入主内存后，其他线程可以看到x = 2的结果。

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2. volatile读操作的happens-before规则

当一个线程对volatile变量进行读操作时：

• JMM会确保该读操作之后的所有操作（包括普通变量的读写）都不会被重排序到读操作之前。

• 这意味着，volatile读操作之后的操作可以看到volatile变量的最新值。

示例：

java

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// 线程2
if (flag) {       // volatile 读操作
    System.out.println(x); // 普通读操作
}

在以上代码中：

• flag的读操作会从主内存中加载最新值。

• System.out.println(x)的读操作一定会在flag的读操作之后执行，并且可以看到x的最新值。

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3. volatile的happens-before关系

volatile变量的读写操作建立了线程之间的happens-before关系：

• 写操作happens-before读操作：如果一个线程写入了volatile变量，另一个线程读取了该变量，那么写操作之前的所有操作对读操作之后的代码是可见的。

示例：

java

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// 线程1
x = 42;          // 普通写操作
flag = true;     // volatile 写操作

// 线程2
if (flag) {      // volatile 读操作
    System.out.println(x); // 普通读操作
}

在以上代码中：

• 线程1的x = 42和flag = true之间存在happens-before关系。

• 线程2的flag读操作和System.out.println(x)之间也存在happens-before关系。

• 因此，线程2可以确保看到x = 42的结果。

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4. volatile与指令重排序

volatile不仅保证了可见性，还通过禁止指令重排序来确保程序的有序性：

• 写操作：volatile写操作之前的操作不会被重排序到写操作之后。

• 读操作：volatile读操作之后的操作不会被重排序到读操作之前。

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5. 总结

• 写操作：volatile写操作会确保之前的所有操作都已完成，并将结果刷新到主内存。

• 读操作：volatile读操作会从主内存加载最新值，并确保之后的操作不会被重排序到读操作之前。

• happens-before关系：volatile变量的读写操作建立了线程之间的happens-before关系，确保了多线程环境下的可见性和有序性。