Java 中 volatile 关键字的使用注意点

锁提供了两种主要特性：互斥（mutual exclusion） 和可见性（visibility）。互斥即一次只允许一个线程持有某个特定的锁，因此可使用该特性实现对共享数据的协调访问协议，这样，一次就只有一个线程能够使用该共享数据。可见性要更加复杂一些，它必须确保释放锁之前对共享数据做出的更改对于随后获得该锁的另一个线程是可见的 —— 如果没有同步机制提供的这种可见性保证，线程看到的共享变量可能是修改前的值或不一致的值，这将引发许多严重问题。

如下：

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.logging.Level;
import java.util.logging.Logger;

/**
 *
 * @author Kangjun
 */
public class Counter {

    private volatile static int volatileValue = 0;
    private static final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1000);

    public static void inc() {
        try {
            Thread.sleep(1*1000);
        } catch (InterruptedException ex) {
            Logger.getLogger(Counter.class.getName()).log(Level.SEVERE, null, ex);
        }
        volatileValue++;
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        for (int j = 0; j < 1000; j++) {
            new Thread(() -> {
                inc();
                latch.countDown();
            }).start();
        }
        latch.await();
        System.out.println("volatileValue:" + volatileValue);
    }
}

输出为：

volatileValue:993

为什么不是1000呢？

让我们来看一下jvm运行时刻的内存分配。其中有一个内存区域是jvm虚拟机栈，每一个线程运行时都有一个线程栈，线程栈保存了线程运行时候变量值信息。当线程访问某一个对象时候值的时候，首先通过对象的引用找到对应在堆内存的变量的值，然后把堆内存变量的具体值load到线程本地内存中，建立一个变量副本，之后线程就不再和对象在堆内存变量值有任何关系，而是直接修改副本变量的值，在修改完之后的某一个时刻（线程退出之前），自动把线程变量副本的值回写到对象在堆中变量。这样在堆中的对象的值就产生变化了。下面一幅图：

其中use and assign 可以多次出现，但是这一些操作并不是原子性，也就是 在read load之后，如果主内存count变量发生修改之后，线程工作内存中的值由于已经加载，不会产生对应的变化，所以计算出来的结果会和预期不一样，对于volatile修饰的变量，jvm虚拟机只是保证从主内存加载到线程工作内存的值是最新的。
例如假如线程1，线程2 在进行read,load 操作中，发现主内存中count的值都是5，那么都会加载这个最新的值
在线程1堆count进行修改之后，会write到主内存中，主内存中的count变量就会变为6
线程2由于已经进行read,load操作，在进行运算之后，也会更新主内存count的变量值为6
导致两个线程及时用volatile关键字修改之后，还是会存在并发的情况。

参考：http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-jtp06197.html

http://www.cnblogs.com/aigongsi/archive/2012/04/01/2429166.html