深入理解volatile关键字-（volatile有什么作用？）

volatile - 被其修饰的变量所具有的特性

1、保证该变量对所有线程的可见性；
2、禁止指令重排序优化。

1. 保证该变量对所有线程的可见性:

可见性是指，当一个线程修改了这个变量的值，volatile 保证了新值能立即同步到主内存，同时其他线程每次使用前都会从主内存读取，从而新值对于其他线程来说是可以立即得知的。但普通变量做不到这点，普通变量的值在线程间传递均需要通过主内存来完成。

在 Java 内存模型（深入理解Java虚拟机之----Java内存模型）中，可以知道，在多线程中，每一个线程都有各自的工作内存，工作内存是该线程使用到的变量的主内存副本拷贝，对变量的所有操作（读取、赋值等）都必须在工作内存中进行，并且不会立即更新至主内存中。这就可能造成一个变量在一个线程中修改了，还没来得及更新至主内存，主内存中该变量的值就被其他线程使用了，而此时变量的值为修改前的旧值。

volatile 变量不一样，它拥有特殊的访问规则：

（1）使用前必须先从主内存刷新最新的值；

（2）修改后必须立刻同步回主内存中。

以上两条特殊规则，给人以 volatile 变量不是存在于工作内存而是存在于主内存中 的假象，从而保证了 volatile 变量对所有线程的可见性。

虽然 volatile 变量对所有线程是立即可见的，但是，基于 volatile 变量的运算在并发下不一定是安全的。

volatile 关键字能够保证 a）操作读取的 race 的值在这一时刻是正确的，但在执行 b）、c）操作时，可能有其他的线程已经对 race 的值进行了修改，导致了 c）操作可能把较小的 race 值同步回主内存之中。所以要想保证结果的正确性，需要在 increase() 方法加锁才行（原子性）。

以下是适用 volatile 变量的两种运算场景：

运算结果并不依赖变量的当前值，或者能够保证确保只有单一的线程修改变量的值。

变量不需要与其他的状态变量共同参与不变约束。

2. 禁止指令重排序优化。

为了尽可能的减小内存操作速度远慢于 CPU 运行速度所带来的 CPU 空置的影响，虚拟机会按照自己的一些规则将程序编写顺序打乱，而这一打乱，就可能干扰程序的并发执行。

对应于 double-check locking 例子来说就是：

instance = new Singleton(); 这一行代码分三个步骤：

（1）在堆上分配内存；
（2）赋初值；
（3）将 instance 引用指向堆地址。

假如是以（1）（3）（2）的顺序执行，其他线程就可能得到一个未完成初始化的 instance ，导致程序报错。而添加 volatile 修饰之后可以阻止指令的重排序（Java 1.5 及以后的版本），从而避免了这种情况。

volatile 关键字是 Java 虚拟机提供的最轻量级的同步机制，使用volatile可能比锁更快，但在某些情况下它不起作用。在 Java 5 中扩展了 volatile 有效的情况范围。 特别是，双重检查加锁机制现在可以正常工作。