带你进入Volatile关键字

该系列文章为翻译自国外博客http://www.baeldung.com

1.概览

      在这篇文章中，我们将聚焦于java中的一个基础但容易被误解的概念---volatile关键字。

  在java中，每一个线程都有一个独立的内存空间(working memory)，即：工作空间。这个空间将用于存储那些在操作时将要使用到的变量值。在执行完一个操作之后，线程会把更新值复制到主内存中(main memory),这样，其他线程就能从主内存中读取到最新的值。

简单地说，volatile关键字会标识一个变量，对volatile标识变量的读和写总是到主内存中去，就多个线程访问该变量时。

这里附张图：

2.什么时候使用volatile？

在变量的下一个值依赖于旧值时，就有可能出现多个线程读写该变量时不同步的问题，因为在读取和写回主内存之间存在时间间隙。

可以用一个简单得例子说明：

publicclassSharedObject {

    privatevolatileintcount = 0;

    publicvoidincreamentCount() {     

        count++;

    }

   publicintgetCount() {

       returncount;

    }

}

在不做同步处理时，就会发生一个最典型的竞争。最基本地，由于在做自增运算和把它写回到主内存之间存在执行间隙，所以，其他线程有可能会看到0值并且试图把它写回到主内存中。当然，这个竞争也能使用java提供的原子类型如AtomicInt或AtomicLong来解决。

3. Volatile和线程同步

对于多线程应用来说，我们需要应用一组规则去实现一致性行为：

  .互斥执行(Mutual Exclusion)----每次有且仅有一个线程执行临界区。

  .可见性(Visibility )------为了保持数据的一致性，一个线程对共享数据做出的改变对其他线程必须是可见的。

同步方法和同步代码块为了实现上述的俩个特性，牺牲了应用的执行性能。

Volatile是一个十分有用的基础类型，因为它确保了数据在发生变化时的可见性而且不会造成互斥执行，我们不担心多个线程并行执行一段代码，但是我们需要去确保属性的可见性，这时候，使用volatile就十分有用。

4.发生之前担保Happens-before Gurantee

从java5开始，volatile关键字就提供了附加的能力，它会确保伴随着Volitaile操作， 所有变量的值包括非volatile变量(non-volatile)都会被写到主内存， 这被称为预发生，因为它把所有变量的可见性给了另一个读线程。另外，JVM不会重排序volatile变量的读写指令。

让我们来看一个例子：

Thread 1

    object.aNonValitileVariable = 1;

    object.aVolatileVariable = 100; // volatile write

Thread 2:

    int aNonValitileVariable = object.aNonValitileVariable;

    int aVolatileVariable =  object.aVolatileVariable;

在这个案例中，Thread1会把aVolatileVariable的值写回，然后，aNonValitileVariable的值也会被写回到主内存中。 并且 即使它不是一个volatile变量，它也会展现出volatile的行为。 为了使用这些语法，我们可以在我们的类中定义几个变量作为volatile并且优化可见性保证。

5.总结

在这篇教程中，我们探索了关于volatile关键字和它的性能，以及从java5开始所做的更新。