volatile关键字

1. volatile可以保证变量的可见性。
2. 这里的变量包括类变量、实例变量，但不包括局部变量和方法参数，因为后者是线程私有的，不存在线程竞争问题
4. java内存模型（JMM）规定,所有变量都存储在主内存中，同时每个线程还有自己的工作内存。
5. 线程对变量的所有操作（读取、赋值等），都必须在工作内存中进行，而不能直接读写主存中的数据
6. 不同线程也无法访问对方工作内存中的变量，线程间变量值的传递需要通过主存来完成（引自周志明《深入理解Java虚拟机》）
8. volatile可以保证
9. (1)任何线程更新volitale修饰的变量后都会立即同步到主存中
10. (2)线程每次读取volitale修饰的变量，都必须到主存中取最新值
11. 以上亮点保证了“可见性”,即任意线程对变量的修改能立即被其他线程所知

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1. package com.concurrent;
3. public class VolatileDemo {
5.     // 如果不加volatile，你会发现线程2已经结束很久了，线程1还在死循环。
6.     // 但是一旦加上volatile，线程2一执行，线程1会立刻跳出循环
7.     // 这是因为volatile可以保证变量的可见性。
8.     // 这里的变量包括类变量、实例变量，但不包括局部变量和方法参数，因为后者是线程私有的，不存在线程竞争问题
9.     // java内存模型（JMM）规定,所有变量都存储在主内存中，同时每个线程还有自己的工作内存。
10.     // 线程对变量的所有操作（读取、赋值等），都必须在工作内存中进行，而不能直接读写主存中的数据，
11.     // 不同线程也无法访问对方工作内存中的变量，线程间变量值的传递需要通过主存来完成。
12.     // volatile可以保证
13.     // (1)任何线程更新volitale修饰的变量后都会立即同步到主存中
14.     // (2)线程每次读取volitale修饰的变量，都必须到主存中取最新值
15.     // 以上亮点保证了“可见性”,即任意线程对变量的修改能立即被其他线程所知
16.     //
17.     //public static Integer money = 1000;
18.     public volatile static Integer money = 1000;
20.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
21.         //线程1
22.         new Thread(() -> {
23.             while (money == 1000) {
25.             }
26.             System.out.println("存款已经不是" + money + "了");
27.         }).start();
29.         Thread.sleep(2000);
31.         //线程2
32.         new Thread(() -> {
33.             money = 900;
34.             System.out.println("存款现在是" + money);
35.         }).start();
36.     }
37. }

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但是，volatile并不能保证原子性。下述代码如果能保证原子性的情况下应该返回200000，但现实执行后打印的结果远小于这个值。这是由于race++这个看似简单的操作现实上包含3个步骤：
（1）从主存获取值
（2）执行加1（iconst_1,iadd指令）
（3）写回主存
在线程执行iconst_1,i_add这些指令的时候，其他线程可能已经把race的值改变了，因此当前内存写回主存时就可能覆盖掉最新的值而把老值加1的结果写回去。（此处代码息争释均引自周志明《深入理解Java虚拟机》）

1. package com.concurrent;
3. public class VolatileDemo2 {
5.     public static volatile int race = 0;
7.     public static void increase(){
8.         race++;
9.     }
11.     private static final int THREADS_COUNT = 20;
13.     public static void main(String[] args) {
14.         Thread[] threads = new Thread[THREADS_COUNT];
15.         for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
16.             threads[i] = new Thread(()->{
17.                 for (int j = 0; j < 10000; j++) {
18.                     increase();
19.                 }
21.             });
22.             threads[i].start();
23.         }
25.         while(Thread.activeCount() > 2){
26.             Thread.yield();
27.         }
29.         System.out.println(race);
30.     }
31. }

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同时，volatile能防止指令重排。所谓指令重排，就是虚拟机在执行执行时，不考虑并发的影响，再保证结果稳定的情况下，将部分指令重新排序的征象，也就是所谓的“线程内表现为串行”（With-Thread as-if-serial semantics).
一个典型的例子是懒汉是单例的双重检测锁模式。如果不加volatile修饰，由于new对象并非原子操作，就有可能出现指令重排的征象。new对象分为三个步骤（1）分配内存空间 （2）执行构造方法，初始化对象 （3）把对象指针执行这片空间。指令重排后原本（1）（2）（3）的顺序可能酿成（1）（3）（2），这样有可能线程A执行完（1）（3）,正要执行（2）的时候，线程B抢到执行权，判定lazyMan == null，为false，于是返回对象，但是此时的对象还并没有初始化，这时候去使用此对象显然会有题目。比如这里的使用就是打印，那就有可能出现先打印对象，然后再执行构造方法中的打印。但是，经过多次尝试，并没有出现1次这个题目，是概率太小还是理论有误？

1. package com.concurrent;
3. public class LazyMan {
5.     private LazyMan(){
6.         System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"ok");
7.     }
9.     //private static LazyMan lazyMan = null;
10.     private static volatile LazyMan lazyMan = null;
11.    
13.     //双重检测锁模式的懒汉式单例 DCL懒汉式
14.     public static LazyMan getInstance(){
15.         if(lazyMan == null){
16.             synchronized (LazyMan.class){
17.                 if(lazyMan == null){
18.                     lazyMan = new LazyMan();
19.                 }
20.             }
21.         }
23.         return lazyMan;
24.     }
26.     public static void main(String[] args) {
27.         for (int i = 0; i < 100; i++) {
28.             new Thread(new Runnable() {
29.                 @Override
30.                 public void run() {
31.                     LazyMan lazyMan = LazyMan.getInstance();
32.                     System.out.println(lazyMan);
33.                 }
34.             }).start();
35.         }
36.     }
39. }

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