volatile关键字的作用

WIN10

Java

volatile原理：被volatile关键字修饰的变量，编译器与运行时都会注意到这个变量是共享的，因此不会将该变量上的操作与其他内存操作一起重排序。volatile变量不会被缓存在寄存器或者对其他处理器不可见的地方，因此在读取volatile类型的变量时总会返回最新写入的值。

在访问volatile变量时不会执行加锁操作，因此也就不会使执行线程阻塞，因此volatile变量是一种比sychronized关键字更轻量级的同步机制。当对非 volatile 变量进行读写的时候，每个线程先从内存拷贝变量到CPU缓存中。如果计算机有多个CPU，每个线程可能在不同的CPU上被处理，这意味着每个线程可以拷贝到不同的 CPU cache 中。而声明变量是 volatile 的，JVM 保证了每次读变量都从内存中读，跳过 CPU cache 这一步。

volatile在Java并发编程中常用于保持内存可见性和防止指令重排序。内存可见性（Memory Visibility）：所有线程都能看到共享内存的最新状态；防止指令重排：在基于偏序关系的Happens-Before内存模型中，指令重排技术大大提高了程序执行效率，但同时也引入了一些问题。

可见性：volatile保持内存可见性的特殊规则：read、load、use动作必须连续出现；assign、store、write动作必须连续出现；每次读取前必须先从主内存刷新最新的值；每次写入后必须立即同步回主内存当中。也就是说，volatile关键字修饰的变量看到的随时是自己的最新值。在线程1中对变量v的最新修改，对线程2是可见的。

内存屏障：volatile防止指令重排的策略：在每个volatile写操作的前面插入一个StoreStore屏障；在每个volatile写操作的后面插入一个StoreLoad屏障；在每个volatile读操作的后面插入一个LoadLoad屏障；在每个volatile读操作的后面插入一个LoadStore屏障。

volatile 性能：volatile 的读性能消耗与普通变量几乎相同，但是写操作稍慢，因为它需要在本地代码中插入许多内存屏障指令来保证处理器不发生乱序执行。