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深入了解Java中的volatile关键字

来源：网络作者：提莫时间：2024-08-21 10:11:59

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背景 volatile关键字是并发编程中的一个比较重要的关键字。它能保证变量/对象在内存中的可见性，同时禁止指令重排序，避免了CPU或者编译器优化带来的可见性问题。在并发编程中，volatile可以去修饰一个变量，或者是一个对象(比如单例模式中就使用了volatile去修饰单例对象）举例说明 v

volatile关键字在并发编程中扮演着重要角色。它确保了变量/对象在内存中的可见性，同时禁止了指令重排序，从而避免了CPU或编译器优化所带来的可见性问题。

volatile关键字可以修饰变量或对象（例如在单例模式中使用volatile修饰单例对象）。

举例：

volatile int a = 100;
volatile SingleInstance instance;*

可见性是指共享变量被一个线程修改后，其他线程能够立即看到变量值的修改。可见性问题是指一个线程修改了变量的值，其他线程在操作变量时没有立刻看到这个变量值的改变，导致数据不一致的情况。

解决可见性问题的方法有很多，比如synchronized、volatile、Lock锁、Atomic包下的原子类以及JUC下的类。其中，synchronized保证了同一时刻只有一个线程能够操作某个共享变量，从而避免多个线程同时访问共享变量带来的可见性问题。而volatile则保证每个线程都能从主内存中读取该变量的最新值，而不是从自己的缓存中读取。

volatile的实现原理是通过内存屏障来禁止指令重排序，保证可见性。内存屏障包括写屏障和读屏障，当volatile变量更新后，会立即调用store指令，确保之前的写操作都刷新到主内存中，避免写操作的重排序。读屏障则确保在读取volatile变量之前，会从主内存中读取最新的值。

此外，Java内存模型中的happens before模型描述了两个操作指令的顺序关系。如果A操作和B操作存在happens-before的关系，那么A操作的执行结果对B操作可见。

happens before规则包括程序顺序原则、传递性规则、volatile变量规则、监视器锁规则、start规则和join规则。这些规则对于并发编程中的线程间操作顺序提供了指导。