volatile关键字

1. volatile是什么?

volatile是java虚拟机提供的一种轻量级同步机制。

2. volatile三个特征

  1. 保证可见性
  2. 不保证原子性
  3. 禁止指令重排

3. 如何保证可见性

java内存模型规定:
线程解锁前,必须把共享变量的值刷新回主内存。
线程加锁前,必须读取主内存的最新值到自己的工作内存。
加解锁是同一把锁。

因为JVM工作的实体是线程, jvm会为每个线程分配一片工作内存,工作内存是每个线程的私有的数据区域,而java内存模型规定所有变量都存储在主内存,主内存是共享的内存区域。所有线程都可以访问,但线程对变量的操作(读取、赋值等)必须在工作内存中进行,首先要将变量从主内存中拷贝到自己的工作内存空间,然后对变量进行操作,操作完成后在将变量值写回主内存。不能直接操作主内存中的变量,各个线程中的工作内存中存储着主内存中的变量拷贝副本,因此不同的线程间无法访问对方的工作内存,线程间的通信(传值)必须通过主内存来完成,其访问过程如下图所示:

在这里插入图片描述
工作内存值写回主内存演示:
在这里插入图片描述

4.指令重排的原理

volatile之所以能够阻止指令重排,是因为底层JVM里面利用了内存屏障来实现的,内存屏障主要有三点功能:

它确保指令重排序时不会把其后面的指令排到内存屏障之前的位置,也不会把前面的指令排到内存屏障的后面;即在执行到内存屏障这句指令时,在它前面的操作已经全部完成;

它会强制将对缓存的修改操作立即写入主存

如果是写操作,它会导致其他CPU中对应的缓存行无效


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