Volatile关键字实现原理

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1、认识volatile关键字

       volatile是java提供的一种同步手段，只不过它是轻量级的同步，为什么这么说，因为volatile只能保证多线程的内存可见性，不能保证多线程的执行有序性。而最彻底的同步要保证有序性和可见性，例如synchronized。任何被volatile修饰的变量，都不拷贝副本到工作内存，任何修改都及时写在主存。因此对于volatile修饰的变量的修改，所有线程马上就能看到，但是volatile不能保证对变量的修改是有序的。

程序的局部执行原理

Java内存模型

jvm将内存组织为主内存和工作内存两个部分。
       主内存主要包括本地方法区和堆。每个线程都有一个工作内存，工作内存中主要包括两部分，一个是属于该线程私有的栈，另一个是对主存部分变量拷贝的寄存器（包括程序计数器PC和cpu工作的高速缓存区）

1)         主存中的数据所有线程都可以访问（共享数据）

2)         每个线程都有自己的工作空间，（本地内存）（私有数据）

3)         工作空间数据：局部变量、内存的副本

4)         线程不能直接修改内存中的数据，只能读到工作空间来修改，修改完成后刷新到内存

Volatile关键字的语义分析

volatile作用：让其他线程能够马上感知到某一线程多某个变量的修改

（1）保证可见性

对共享变量的修改，其他的线程马上能感知到

不能保证原子性  读、写、（i++）

（2）保证有序性

重排序（编译阶段、指令优化阶段）

输入程序的代码顺序并不是实际执行的顺序

重排序后对单线程没有影响，对多线程有影响

volatile规则：

对于volatile修饰的变量：

（1）volatile之前的代码不能调整到他的后面

（2）volatile之后的代码不能调整到他的前面（as if seria）

（3）霸道（位置不变化）

Int i=0;

Int a=3;

Int b=5;

Volatile Int j=3;

Int i=0;

Int a=3;

Int b=5;

Int m=i+j;

I++;

J++;

3）volatile的原理和实现机制(锁、轻量级)  

  HSDIS   --反编译---汇编

  Java --class---JVM---》ASM文件

  Volatile  int  a ;

Lock :a

Volatile的使用场景

（1）状态标志（开关模式）

public class ShutDowsnDemmo extends Thread{
    private volatile boolean started=false;

    @Override
    public void run() {
        while(started){
            dowork();
        }
    }
    public void shutdown(){
        started=false;
    }
}

（2）双重检查锁定（double-checked-locking）

public class Singleton {
    private volatile static Singleton instance;
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            synchronized (Singleton.class){
                instance=new Singleton();
            }
        }
        return instance;
    }
}

（3）需要利用顺序性

volatile与synchronized的区别

（1）使用上的区别

Volatile只能修饰变量，synchronized只能修饰方法和语句块

（2）对原子性的保证

synchronized可以保证原子性，Volatile不能保证原子性

（3）对可见性的保证

都可以保证可见性，但实现原理不同

Volatile对变量加了lock，synchronized使用monitorEnter和monitorexit  monitor  JVM

（4）对有序性的保证

Volatile能保证有序，synchronized可以保证有序性，但是代价（重量级）并发退化到串行

（5）其他

synchronized引起阻塞

Volatile不会引起阻塞

Volatile关键字实现原理

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原文地址：https://www.cnblogs.com/grow001/p/12241355.html