volatile关键字

   在学习什么是volatile之前，首先应该认识一下Java内存模型。Java中的内存模型如图所示：

Java内存模型.jpg

   主内存：Java内存模型规定了所有的变量都存储在主内存中。主内存被所有的线程所共享。

   工作内存：每条线程中都有自己的工作内存。可以简单地理解为计算机中的CPU高速缓存，但又不完全相同。线程的工作内存中保存了被该线程所使用到的变量（这些变量是从主内存中拷贝而来），相当于“副本”。线程对变量的所有操作（读取，赋值）都必须在工作内存中进行。

   不同线程之间也无法直接访问对方工作内存中的变量，线程间变量值的传递均需要通过主内存来完成。

   那么为什么不在主内存上进行直接的操作呢？让我们一起来看一个例子：

   假设有这样一个静态变量：

static int i = 0;

   线程A执行如下代码：

i = 1；

   那么Java内存模型工作流程如下：

   首先主内存中i=0；线程A把静态变量i=0从主内存读到工作内存；然后再执行i=1操作，最后再把i=1 这个结果同步更新到主内存中。对于单线程来说，这个过程没有任何问题。

   此时，我们引入线程B，执行如下操作：

 System.out.println("i = " + i);

   如果线程A先执行，线程B后执行，线程B的输出结果会是什么呢？有两种可能，是1或者0。

   更大的可能是i=1；修改成功，原理很简单不再赘述。我们来看下另外一种i=0的可能。

   首先，主内存中i=0；线程A把静态变量i=0从主内存读到工作内存；然后再执行i=1操作，因为工作内存所更新的变量并不会立即同步到主内存，所以虽然线程A在工作内存当中已经把变量i更新为1，但是线程B从主内存中获取的仍然是0，从而得到一个没有立即同步更新的结果 i=0。

   那么这种问题如何解决呢？关键字volatile就可以很好地解决这个问题。Java提供了volatile关键字来保证可见性。当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值会立即被更新到主内存中，当有其他线程需要读取时，它会去主内存中读取新值。为什么volatile关键字可以有这样的特性？这主要受益于java语言的先行发生原则（happens-before），即不需要通过任何手段就能够得到保证的有序性。

   在上述例子中，如果在静态变量i之前加上volatile修饰符，就不会产生i=0的结果了：

volatile static int i = 0；

   线程A、B依旧进行上个例子的操作，这样得到的结果一定就是i=1。

   但是，volatile只能保证共享变量的可见性，不能保证变量的原子性。并且，一旦一个共享变量被volatile修饰了之后，禁止指令重排序。

   小结：volatile除了保证可见性和阻止指令重排，但是不能保证原子性。