万万没想到 Java 中最重要的关键字竟然是这个！

作者 | 小明菜市场

来源 | 小明菜市场（ID：fileGeek）

头图 |  CSDN 下载自东方IC

volatile 关键字主要是用于指令重排序，常常用于保证内存的可见性和防止指令重排序。

保证内存可见性

内存可见性是指所有线程都能看到共享内存的最新的状态。例如，在多线程环境中，加上 volatile 关键字以后，每个线程的内存会强制刷新到主内存中，实现每个线程都保证其关键字内存是最新的。

从一个例子说起

举一个失效的代码

public class MutableInteger {
    private int value;
    public int get(){
        return value;
    }
    public void set(int value){
        this.value = value;
    }
}

这份代码，在多线程环境下，是正常运行的，但是在非多线程环境下属于不正常运行的，因为 get 和 set 方法没有添加同步锁，如果线程一调用set方法，那么正在调用的get方法的线程二，可能会看到前值，也可能会看到后值。

解决办法相当的简单，直接加上 volatile 关键字。

private volatile int value;

在上方代码中，加上 volatile 关键字以后，所有副线程的关键字的内存，会强制刷新到主线程中，实现每个线程中的变量关键字都能实时的获取到最新值。相当于给 get 和 set 方法加锁。

关于 volatile 关键字

java变量的读写主要分为以下几个关键字进行变量的读写。lock 把线程标识为独占状态。unlock 解除独占状态 read 从主内存传输到工作内存 load 装载进入工作内存 use 把工作内存的值传递给执行引擎 assign 回传工作内存的值 store 把工作内存的值回传给主内存 write 把 store 操作的值回传给主内存中

通过 read load use 三个关键字连续出现，以及，assign，store，write 这三个关键字连续出现，保证原子性。其控制如下图所示

注意：volatile 关键字是一种非锁机制，这种机制可以避免锁引起的上下文的切换

禁止指令重排序

1、什么是指令重排序

• 在虚拟机层面，为了尽可能的减少内存操作速度远远慢于CPU运行速度带来的CPU空置的问题，虚拟机会按照一定的规则把编译后的class文件进行打乱。

• 在硬件层面，CPU会把接受到的程序，和一批指令按照一定的规则进行从排序，同样是缓存和CPU速度的问题。

被 volatile 关键字修饰的变量，会在之前添加一个 lock 汇编指令，用于强制防止指令从排序。

2、如何禁止

通过内存屏障实现，内存屏障分为 写屏障，读屏障，读写屏障。

• 编译器，在编译器层面，在编译器层面会对指令进行从排序，添加了 volatile 关键字以后会对指令进行从排序，这样可以显示的告知编译器应该避免生成的代码违背预期。

• 机器相关：在多核机器下，由于程序是多线程运行的，操作系统，直接调用 CPU 所实现的内存屏障，在硬件层面，实现其原子性操作。

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