Java volatile关键字
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内存模型概念
高速缓存存在的意义：临时变量都存在于内存中，当CPU执行程序时，速度是非常快的，但是牵扯到和内存交互，存取数据（耗时），会影响程序的执行速度，因此，必须引入高速缓存。当执行程序时，会先从内存中读取值，然后复制给高速缓存，之后程序执行，并将结果写入高速缓存，最后，再将缓存中的值刷新进入内存。高速缓存的存在，提高了程序的执行速度
引入的问题
多线程程序中，各个线程都有自己的高速缓存，因此当他们读取内存中的同一个值时（即共享变量），无法保证读取进缓存和写入内存时序，即缓存不一致，就会产生错误
如何解决？
- 总线加lock
- 通过缓存一致性协议。其中一个协议的思想为：当一个线程修改了值并将其写入内存之后，会通知其他线程，将其他线程中的缓存置为无效状态，当其他线程需要读取该值时，必须重新从内存中读取
三个性质
-
原子性
指一个或者多个操作，要么全部执行并且执行过程中不被任何因素打断，要么就全部都不执行 -
可见性
指当多个线程访问同一个变量时，一旦其中的一个线程改变了该变量的值，其他的线程立刻就可以看到修改后的值
个人认为可以简单理解为，当一个线程修改了值后，会立即将该值从高速缓存中写入内存，确保其他线程可以正确的读取到该值 -
有序性
Java程序执行时，为了提高执行效率，会发生指令重排。
具体的说，就是处理器不会保证代码会严格按照语句的先后顺序执行，而是会保证其代码的执行结果和严格按照顺序执行语句的结果一致。
例如：
Person p = new Person()
大致会做三件事：
- 给Person的实例分配内存空间
- 调用Person()的构造函数，初始化成员字段
- 将person对象指向分配的内存空间（此时，person就不是null了）
但是，由于上述乱序的存在，上述过程的2和3顺序是无法保证的
当在多线程情况下，执行顺序是1-3-2时，当执行完1-3后，切换至线程B，此时得到的p并未完全初始化， 在使用时就会有问题，这也是DLC单例在多线程环境下必须加volatile修饰instance的原因
注意：要让程序在多线程情况下正确的执行，那就必须同时满足上述三个条件，若其中一个不满足，就可能会导致运行结果不正确
Java的内存模型
Java中规定，所有的变量都是存在主存中，每一个线程都有自己的工作内存（相当于高速缓存），在程序执行时，线程对变量的所有操作都必须在其工作内存中
- 原子性
Java只会保证所有的基本类型数据，其简单的读取，赋值操作是原子的，变量之间的赋值不是原子的
若要其他类型数据或者操作实现原子性，可以使用sychronized和lock关键字实现
volatile变量并不能提供原子性 - 可见性
Java提供volatile关键字保证可见性（只针对共享变量而言）
通过volatile修饰，Java保证对值的修改会立刻刷新至主存中，当其他线程需要读取时（不确定是否一定会从主存中重新读取？），就会去读取新值
同样的，也可使用sychronized和lock关键字实现 - 有序性
可以通过volatile关键字实现部分有序性
可以使用sychronized和lock关键字实现
volatile
如果一个域声明为volatile，那么编译器和虚拟机就知道该域可能是被另一个线程并发更新的
volatile修饰共享变量的意义：
- 保证对该域修改的可见性
- 禁止指令进行重排，具体是指：
- 当程序执行到volatile变量的读操作或者写操作时，在其前面的操作的更改肯定全部已经进行，且结果已经对后面的操作可见；在其后面的操作肯定还没有进行；
- 在进行指令优化时，不能将在对volatile变量访问的语句放在其后面执行，也不能把volatile变量后面的语句放到其前面执行
简单来说，就是volatile会保证volatile之前的语句一定会在volatile之后的语句之前执行，但是并不能保证前面的语句不会乱序执行，其后的语句不会乱序执行
即是指：
- 它确保指令重排序时不会把其后面的指令排到内存屏障之前的位置，也不会把前面的指令排到内存屏障的后面；即在执行到内存屏障这句指令时，在它前面的操作已经全部完成；
- 它会强制将对缓存的修改操作立即写入主存；
- 如果是写操作，它会导致其他CPU中对应的缓存行无效
使用场景：
由于volatile无法保证原子性，因此，只有在明确可以确保原子性的情况下，可以使用volatile，其效率会高于sychroniezd关键字，例如DCL单例中使用volatile和sychronized确保正确性
假设对于共享变量，除了赋值操作之外不会再有其他操作，那个可以将其声明为volatile
