volatile关键字的作用

要了解这个关键字的作用，我们需要知道两个概念

1. 可见性
   Java编程语言中允许线程访问共享变量。为了确保共享变量能够被准确和一致的更新，线程应该确保通过排它锁单独获得这个变量。
2. 指令重排
   在编程执行过程中为了性能考虑，编译器和CPU可能会对指令重新排序。对于并发多线程场景下，指令重排会产生不确定的执行效果。

所以volatile针对可见性

• volatile关键字修饰的共享变量可以提供这种可见性范围，也叫 读写可见
• 被volatile修饰的共享变量在转换成汇编语言时，会加上一个以lock为前缀的指令，当CPU发现这个指令时，立即将当前内核高速缓存行的数据回写到内存，同时使在其他内核里缓存了该内存地址的数据无效
• 在早期的CPU中，是通过在总线加LOCK锁的方式实现的，但这种方式开销较大。所以Intel开发了缓存一致性协议，也就是MESI协议，来解决缓存一致性
• 好处 volatile是一种非锁机制，这种机制可以避免锁机制引起的线程上下文切换和调度问题。所以，volatile的执行成本比synchronized更低
• 不足 volatile关键字只能保证可见性，不能保证原子性的操作

针对指令重排

public volatile boolean sign;
descriptor: Z
flags: ACC_PUBLIC, ACC_VOLATILE

从字节码层面，添加ACC_VOLATILE，在汇编指令的打印会有lock addl$0x0,(%rsp)s
从JVM层面，JMM提供了8个Happen-Before规则来约束数据之间竞争，4个内存屏障（LL LS SL SS）和As-if-serial
从硬件层面，sfence、Ifence、mfence