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volatile是什么？

"volatile"是一個(gè)關(guān)鍵字，用于修飾變量。它的作用是告訴編譯器該變量可能會(huì)在意料之外的時(shí)候被修改，因此編譯器在對(duì)該變量進(jìn)行優(yōu)化時(shí)需要特別小心。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

具體來說，當(dāng)一個(gè)變量被聲明為"volatile"時(shí)，編譯器會(huì)禁止對(duì)該變量進(jìn)行某些優(yōu)化，以確保每次訪問該變量時(shí)都會(huì)從內(nèi)存中讀取最新的值，而不是使用之前緩存的值。這對(duì)于多線程編程或者與硬件交互的程序非常重要，因?yàn)樵谶@些情況下，變量的值可能會(huì)被其他線程或者硬件設(shè)備修改。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

需要注意的是，"volatile"關(guān)鍵字只能保證變量的可見性，不能保證原子性。如果需要保證原子性，還需要使用其他的同步機(jī)制，比如互斥鎖或原子操作。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

總結(jié)起來，"volatile"關(guān)鍵字用于修飾變量，告訴編譯器該變量可能會(huì)在意料之外的時(shí)候被修改，從而禁止對(duì)該變量進(jìn)行某些優(yōu)化，確保每次訪問變量時(shí)都會(huì)從內(nèi)存中讀取最新的值。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

在Java中，關(guān)鍵字volatile用于修飾變量，用來確保多個(gè)線程之間對(duì)該變量的可見性和順序性。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

當(dāng)一個(gè)變量被聲明為volatile時(shí)，它的值將會(huì)被存儲(chǔ)在主內(nèi)存中，而不是線程的本地內(nèi)存中。這樣，當(dāng)一個(gè)線程修改了該變量的值時(shí)，其他線程可以立即看到最新的值，而不是使用本地緩存中的舊值。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

此外，volatile關(guān)鍵字還可以防止指令重排序，即保證了對(duì)該變量的操作按照代碼的順序執(zhí)行，不會(huì)發(fā)生亂序執(zhí)行的情況。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

需要注意的是，volatile關(guān)鍵字只能保證可見性和順序性，并不能保證原子性。如果需要保證原子性，可以考慮使用synchronized關(guān)鍵字或java.util.concurrent.atomic包中的原子類。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

volatile作用

在Java中，volatile的作用是確保多個(gè)線程之間對(duì)該變量的可見性和有序性。具體來說，volatile的作用有以下幾點(diǎn)：Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

1. 可見性：當(dāng)一個(gè)線程修改了volatile修飾的變量的值時(shí)，其他線程能夠立即看到最新的值。這是因?yàn)関olatile修飾的變量會(huì)被存儲(chǔ)在主內(nèi)存中，而不是線程的本地緩存中，從而保證了可見性。
2. 有序性：volatile修飾的變量的讀寫操作具有順序性。也就是說，當(dāng)一個(gè)線程對(duì)volatile變量進(jìn)行寫操作后，其他線程在讀取該變量時(shí)，會(huì)按照寫操作的順序來讀取，不會(huì)出現(xiàn)亂序的情況。

volatile關(guān)鍵字在多線程編程中起到了重要的作用，可以用來確保變量的可見性和有序性，從而避免了由于線程間的競(jìng)爭(zhēng)而引發(fā)的一些問題。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

原子性

原子性是指一個(gè)操作要么完全執(zhí)行，要么完全不執(zhí)行，不會(huì)出現(xiàn)部分執(zhí)行的情況。原子性是并發(fā)編程中的一個(gè)重要概念，用于確保多個(gè)線程或進(jìn)程之間的操作不會(huì)相互干擾。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

在并發(fā)編程中，多個(gè)線程或進(jìn)程可能同時(shí)訪問共享資源，如果沒有保證原子性，就可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致或競(jìng)態(tài)條件等問題。為了保證原子性，可以使用鎖、互斥量、原子操作等機(jī)制來控制對(duì)共享資源的訪問。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

在數(shù)據(jù)庫(kù)中，原子性也是一個(gè)重要的概念。原子性要求數(shù)據(jù)庫(kù)的操作要么全部執(zhí)行成功，要么全部不執(zhí)行，不會(huì)出現(xiàn)部分執(zhí)行的情況。數(shù)據(jù)庫(kù)中的事務(wù)就是為了保證原子性而設(shè)計(jì)的，事務(wù)可以將一組操作作為一個(gè)不可分割的單元進(jìn)行執(zhí)行，要么全部執(zhí)行成功，要么全部回滾。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

可見性

在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，可見性通常指的是在多線程或并發(fā)編程中，一個(gè)線程對(duì)于其他線程的操作是否可見。可見性問題是由于多線程的執(zhí)行順序不確定性而引起的，當(dāng)一個(gè)線程對(duì)共享變量進(jìn)行修改后，其他線程可能無法立即看到這個(gè)修改，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致或錯(cuò)誤的結(jié)果。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

有序性

為了提高程序的執(zhí)行效率，編譯器對(duì)編譯后的指令進(jìn)行重排序，即代碼的編寫順序不一定就是代碼的執(zhí)行順序。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

并發(fā)編程只有同時(shí)滿足這三大特性，才能保證程序正確的執(zhí)行，而volatile只保證了可見性和有序性，不保證原子性。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

volatile的作用只有兩個(gè)

• 保存內(nèi)存的可見性
• 禁止JVM內(nèi)存重排序(保證有序性)

在并發(fā)多線程情況下，為什么會(huì)有可見性問題？如果不做控制，為什么一個(gè)線程修改了共享變量的值，其他線程不能立即看到。這里就需要了解JMM(JAVA內(nèi)存模型，JAVA memory model)Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

由于JAVA共享變量是存儲(chǔ)在主內(nèi)存中，而JAVA線程是無法直接訪問主內(nèi)存數(shù)據(jù)，只能把主內(nèi)存的數(shù)據(jù)拷貝一份副本，修改完本地內(nèi)存的數(shù)據(jù)，再寫回主內(nèi)存，而此時(shí)另一個(gè)線程也把主內(nèi)存的數(shù)據(jù)拷貝到自己私有的本地內(nèi)存中，雖然線程1已經(jīng)修改了主內(nèi)存數(shù)據(jù)，但線程2卻無法感知到，所以就出現(xiàn)了內(nèi)存可見性問題。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

可見性實(shí)現(xiàn)原理

當(dāng)一個(gè)共享變量聲明為volatile后，會(huì)有以下效果：Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

• 當(dāng)寫一個(gè)volatile變量時(shí)，JMM會(huì)把該線程對(duì)應(yīng)的本地內(nèi)存中的變量強(qiáng)制刷新到主內(nèi)存中去。
• 這個(gè)寫回操作會(huì)導(dǎo)致其他線程的緩存無效。

(volatile主要通過匯編lock前綴指令，它會(huì)鎖定當(dāng)前內(nèi)存區(qū)域的緩存行，并且立即將當(dāng)前緩存行數(shù)據(jù)寫入到主內(nèi)存中耗時(shí)非常短)，回寫主內(nèi)存的時(shí)候會(huì)通過MESI協(xié)議使其他線程緩存了該變量的地址失效，從而導(dǎo)致其他線程需要去主內(nèi)存中重新讀取數(shù)據(jù)到工作線程中。)Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

有序性保證的原理：它是通過插入內(nèi)存屏障，在內(nèi)存屏障前后禁止重排序優(yōu)化，以此實(shí)現(xiàn)有序性。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

volatile應(yīng)用場(chǎng)景

它可以保證可見性和有序性，但無法保證原子性，所以它的應(yīng)用場(chǎng)景不如synchronized廣泛，主要有兩個(gè)場(chǎng)景：一個(gè)是做狀態(tài)變量，二是做需要重新賦值的共享對(duì)象。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

vloatile與synchronized的區(qū)別

volatile只能修飾變量，而后者可以修飾方法，語(yǔ)句塊。volatile不能保證原子性，而后者是可以保證原子性的。都可以保證可見性，但原理不同，volatile是對(duì)變量加了Lock，而后者使用monitorEnter和monitorExit。volatile不會(huì)引起阻塞，而后者會(huì)。在一些場(chǎng)景下使用volatile性能是要更好地。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

volatile使用條件

對(duì)變量的寫操作不依賴當(dāng)前值：比如i++操作，變量的寫操作依賴安全值，所以不能保證線程安全。該變量沒有包含在具有其他變量的不變式中。比如i<value，即使i變量聲明為volatile，也不能保證線程安全，因?yàn)関alue可能在運(yùn)行時(shí)候的判斷發(fā)生變化。Mbx28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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