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volatile是什么？

"volatile"是一個關鍵字，用于修飾變量。它的作用是告訴編譯器該變量可能會在意料之外的時候被修改，因此編譯器在對該變量進行優(yōu)化時需要特別小心。

具體來說，當一個變量被聲明為"volatile"時，編譯器會禁止對該變量進行某些優(yōu)化，以確保每次訪問該變量時都會從內(nèi)存中讀取最新的值，而不是使用之前緩存的值。這對于多線程編程或者與硬件交互的程序非常重要，因為在這些情況下，變量的值可能會被其他線程或者硬件設備修改。

需要注意的是，"volatile"關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制，比如互斥鎖或原子操作。

總結起來，"volatile"關鍵字用于修飾變量，告訴編譯器該變量可能會在意料之外的時候被修改，從而禁止對該變量進行某些優(yōu)化，確保每次訪問變量時都會從內(nèi)存中讀取最新的值。

在Java中，關鍵字volatile用于修飾變量，用來確保多個線程之間對該變量的可見性和順序性。

當一個變量被聲明為volatile時，它的值將會被存儲在主內(nèi)存中，而不是線程的本地內(nèi)存中。這樣，當一個線程修改了該變量的值時，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。

此外，volatile關鍵字還可以防止指令重排序，即保證了對該變量的操作按照代碼的順序執(zhí)行，不會發(fā)生亂序執(zhí)行的情況。

需要注意的是，volatile關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關鍵字或java.util.concurrent.atomic包中的原子類。

volatile作用

在Java中，volatile的作用是確保多個線程之間對該變量的可見性和有序性。具體來說，volatile的作用有以下幾點：

1. 可見性：當一個線程修改了volatile修飾的變量的值時，其他線程能夠立即看到最新的值。這是因為volatile修飾的變量會被存儲在主內(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，當一個線程對volatile變量進行寫操作后，其他線程在讀取該變量時，會按照寫操作的順序來讀取，不會出現(xiàn)亂序的情況。

volatile關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爭而引發(fā)的一些問題。

原子性

原子性是指一個操作要么完全執(zhí)行，要么完全不執(zhí)行，不會出現(xiàn)部分執(zhí)行的情況。原子性是并發(fā)編程中的一個重要概念，用于確保多個線程或進程之間的操作不會相互干擾。

在并發(fā)編程中，多個線程或進程可能同時訪問共享資源，如果沒有保證原子性，就可能導致數(shù)據(jù)不一致或競態(tài)條件等問題。為了保證原子性，可以使用鎖、互斥量、原子操作等機制來控制對共享資源的訪問。

在數(shù)據(jù)庫中，原子性也是一個重要的概念。原子性要求數(shù)據(jù)庫的操作要么全部執(zhí)行成功，要么全部不執(zhí)行，不會出現(xiàn)部分執(zhí)行的情況。數(shù)據(jù)庫中的事務就是為了保證原子性而設計的，事務可以將一組操作作為一個不可分割的單元進行執(zhí)行，要么全部執(zhí)行成功，要么全部回滾。

可見性

在計算機科學中，可見性通常指的是在多線程或并發(fā)編程中，一個線程對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，當一個線程對共享變量進行修改后，其他線程可能無法立即看到這個修改，導致數(shù)據(jù)不一致或錯誤的結果。

有序性

為了提高程序的執(zhí)行效率，編譯器對編譯后的指令進行重排序，即代碼的編寫順序不一定就是代碼的執(zhí)行順序。

并發(fā)編程只有同時滿足這三大特性，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。

volatile的作用只有兩個

• 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，為什么會有可見性問題？如果不做控制，為什么一個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)

由于JAVA共享變量是存儲在主內(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，而此時另一個線程也把主內(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。

可見性實現(xiàn)原理

當一個共享變量聲明為volatile后，會有以下效果：

• 當寫一個volatile變量時，JMM會把該線程對應的本地內(nèi)存中的變量強制刷新到主內(nèi)存中去。
• 這個寫回操作會導致其他線程的緩存無效。

(volatile主要通過匯編lock前綴指令，它會鎖定當前內(nèi)存區(qū)域的緩存行，并且立即將當前緩存行數(shù)據(jù)寫入到主內(nèi)存中耗時非常短)，回寫主內(nèi)存的時候會通過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。)

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，以此實現(xiàn)有序性。

volatile應用場景

它可以保證可見性和有序性，但無法保證原子性，所以它的應用場景不如synchronized廣泛，主要有兩個場景：一個是做狀態(tài)變量，二是做需要重新賦值的共享對象。

vloatile與synchronized的區(qū)別

volatile只能修飾變量，而后者可以修飾方法，語句塊。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是對變量加了Lock，而后者使用monitorEnter和monitorExit。volatile不會引起阻塞，而后者會。在一些場景下使用volatile性能是要更好地。

volatile使用條件

對變量的寫操作不依賴當前值：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，因為value可能在運行時候的判斷發(fā)生變化。