volatile一张网

大家好，阿清今天继续和大家聊一下Java针对并发设计的另一个关键字：volatile。

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volatile的特点

回顾一下，并发中的三个问题：操作原子性、缓存可见一致性、指令序重排。

开门见山，volatile能保证缓存可见一致性，并禁止指令重排序。但无法保证操作原子性。

volatile一张网，它放过的就是操作原子性这一个并发问题。

相较于synchronized而言，volatile的同步机制稍弱，但取而代之的是性能的提升。

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volatile的使用场景

这里引用《Java并发编程实战》一书第31页的内容，

volatile的典型用法：检查某个状态标记以判断是否退出循环。

即volatile适合修饰那些状态标记变量。

例如如下代码：

volatile boolean flag = false;
 
while(!flag){
    doSomething();
}
 
public void setFlag() {
    flag = true;
}

当一个变量被volatile修饰后，每当对变量进行写操作时，

会将更改后的最新值立即写入主存中

会使其他线程中该变量的缓存无效

因此，针对上面的代码，只要有一个线程更改了flag的值，其他的线程中flag对应的缓存就会失效，其他线程在执行时便会主动从主存中读取最新的flag变量。

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volatile为何不能保证操作的原子性？

引用《Java并发编程：volatile关键字解析^[1]》中的🌰：

public class Test {
    public volatile int inc = 0;
     
    public void increase() {
        inc++;
    }
     
    public static void main(String[] args) {
        final Test test = new Test();
        for(int i=0;i<10;i++){
            new Thread(){
                public void run() {
                    for(int j=0;j<1000;j++)
                        test.increase();
                };
            }.start();
        }
        //保证前面的线程都执行完
        while(Thread.activeCount()>1)  
            Thread.yield();
        System.out.println(test.inc);
    }
}

这段代码在正确执行完后，inc的值应该是10000。

但实际上，在执行完这段代码后，inc的值会比10000小。

因为自增操作 inc++，并不是一个原子操作。

inc++的执行过程实际上有3步：

从主存中读取inc变量的值
对读到的inc的值执行+1操作
将新的inc的值写入主存中

举🌰说明这个步骤：

假设某一时刻， inc的在内存中的值为10。

线程A在运行到inc++时，执行第一步后，即当读到Inc的值时，便挂起；

而此时线程B在运行到inc++时，成功执行了上述3步，即现在主存中的值为11。

而当线程A重新唤醒时，它已经读到了一个inc值为10，这时它将继续执行+1操作，并将11再次写入主存。

在经历两次+1操作后，inc的值却仍然是11，这说明volatile不能保证操作原子性。