「 天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。」———《易经》
volatile 变量，在上一篇文章中已经有简单提及相关概念和用法，这一篇主要对 Volatile 变量的特性进行源码验证。验证它的涉及到的三个特性：
- 可见性
- 指令重排序
- 非原子性
volatile 之可见性验证
上一篇文章中，讲到 volatile 变量通常被当做状态标记使用。其中典型的应用是，检查标记状态，以确定是否退出循环。下面我们直接举个反例，源码如下：
1 public class Volatile { 2 3 boolean ready=true; //volatile 状态标志变量 4 5 private final static int SIZE = 10; //创建10个对象，可改变 6 7 public static void main(String[] args) throws InterruptedException{ 8 9 Volatile vs[]=new Volatile[SIZE];1011 for(int n=0;n<SIZE;n++)12 (vs[n]=new Volatile()).test(); 1314 System.out.println("mainThread end");//调用结束打印，死循环时不打印15 }1617 public void test() throws InterruptedException{18 Thread t2=new Thread(){19 public void run(){20 while(ready);//变量为true时，让其死循环21 }22 };23 Thread t1=new Thread(){24 public void run(){25 ready=false;26 }27 };28 t2.start();29 Thread.yield();30 t1.start();31 t1.join();//保证一次只运行一个测试，以此减少其它线程的调度对 t2对boolValue的响应时间 的影响32 t2.join();33 }34 }1其中，ready 变量是我们要验证的 volatile 变量。一开始 ready 初始化为 true,其次启动 t2 线程让其进入死循环；接着，t1 线程启动，并且让 t1 线程先执行，将 ready 改为 false。理论上来讲，此时 t2 线程应该跳出死循环，但是实际上并没有。此时 t2 线程读到的 ready 的值仍然为 true。所以这段程序一直没有打印出结果。这便是多线程间的不可见性问题,官方话术为: 线程 t1 修改后的值对线程 t2 来说并不可见。下图可以看到程序一直处于运行状态：
这里写图片描述
解决办法是：对变量 ready 声明为 volatile，再次执行者段程序，能够顺利打印出 “mainTread end”。volatile 保证了变量 ready 的可见性。
这里写图片描述
另外补充说明我这个例子用的 Java 版本：
这里写图片描述
volatile 之重排序问题说明
有序性：表示程序的执行顺序按照代码的先后顺序执行。通过下面代码，我们将更加直观的理解有序性。
1int a = 1;2int b = 2;3a = 3; //语句A4b = 4; //语句B上面代码，语句 A 一定在语句 B 之前执行吗? 答案是否定的。因为这里可能发生指令重排序。语句 B 可能先于语句 A 先自行。
什么是指令重排序？处理器为了提高运行效率，可能对输入代码进行优化，他不保证程序中各个语句的执行先后顺序同代码中的顺序一致，但是他会保证程序最终执行的结果和代码顺序执行的结果是一致的。
但是下面这种情况，语句 B 一定在 语句 A 之后执行。
1int a = 1;2int b = 2;3a = 3; //语句A4b = a + 3; //语句B原因是，变量 b 依赖 a 的值，重排序时处理器会考虑指令之间的依赖性。
当然，这个 volatile 有什么关系呢？
volatile 变量可以一定程度上保证有序性，volatile 关键字禁止指令重排序。
1//x、y为非volatile变量2//flag为volatile变量34x = 1; //语句15y = 2; //语句26flag = true; //语句378x = 3; //语句49y = 4; //语句5这里要说明的是，flag 为 volatile 变量；能保证
- 语句1，语句2 一定是在语句3的前面执行，但不保证语句1，语句2的执行顺序。
- 语句4，语句5 一定是在语句3的后面执行，但不保证语句4，语句5的执行顺序。
- 语句1，语句2 的执行结果，对语句3，语句4，语句5是可见的。
以上，就是关于 volatile 的禁止重排序的说明。、
volatile 之非原子性问题验证
volatile 关键字并不能保证原子性，如自增操作。下面看一个例子：
1public class Volatile{ 2 3 private volatile int count = 0; 4 5 public static void main(String[] args) { 6 7 final Volatile v = new Volatile(); 8 9 for(int i = 0; i < 1000; i++) {10 new Thread(new Runnable() {1112 @Override13 public void run() {14 // TODO Auto-generated method stub15 v.count++;16 }1718 }).start();19 }2021 while(Thread.activeCount() > 1)22 Thread.yield();2324 System.out.println(v.count);25 }2627}这个程序执行的结果并没有达到我们的期望值，1000。并且每次的运行结果可能都不一样，如下图，有可能是 997 等。
这里写图片描述
来看下面一副图，分解自增操作的步骤。
- read&load 从主内存复制变量到当前工作内存。
- use&assign 执行代码，改变共享变量的值。
- store&write 用工作内存数据刷新主内存相关内容。
这里写图片描述
但是，这一系列的操作并不是原子的。也就是在 read&load 之后，如果主内存 count 发生变化，线程工作内存中的值由于已经加载，不会产生对应的变化。所以计算出来的结果和我们预期不一样。
对于 volatile 修饰的变量，jvm 虚拟机只是保证从主内存加载到线程工作内存中的值是最新的。
所以，假如线程 A 和 B 在read&load 过程中，发现主内存中的值都是5，那么都会加载这个最新的值 5。线程 A 修改后写到主内存,更新主内存的值为6。线程 B 由于已经 read & load,注意到此时线程 B 工作内存中的值还是5， 所以修改后也会将6更新到主内存。
那么两个线程分别进行一次自增操作后，count 只增加了1，结果也就错了。
当然，我们可以通过并发安全类AomicInteger, 内置锁 sychronized,显示锁 ReentrantLock，来规避这个问题，让程序运行结果达到我们的期望值 1000.
1）采用并发安全类 AomicInteger 的方式：
1import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; 2 3public class Volatile{ 4 5 private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); 6 7 public static void main(String[] args) { 8 9 final Volatile v = new Volatile();1011 for(int i = 0; i < 1000; i++) {12 new Thread(new Runnable() {1314 @Override15 public void run() {16 // TODO Auto-generated method stub17 v.count.incrementAndGet();18 }1920 }).start();21 }2223 while(Thread.activeCount() > 1)24 Thread.yield();2526 System.out.println(v.count);27 }2829}2） 采用内置锁 synchronized 的方式：
1public class Volatile{ 2 3 private int count = 0; 4 5 public static void main(String[] args) { 6 7 final Volatile v = new Volatile(); 8 9 for(int i = 0; i < 1000; i++) {10 new Thread(new Runnable() {1112 @Override13 public void run() {14 // TODO Auto-generated method stub15 synchronized (this) {16 v.count++;17 }18 }1920 }).start();21 }2223 while(Thread.activeCount() > 1)24 Thread.yield();2526 System.out.println(v.count);27 }2829}3）采用显示锁的方式
1import java.util.concurrent.locks.Lock; 2import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; 3 4public class Volatile{ 5 6 private int count = 0; 7 8 Lock lock = new ReentrantLock(); 910 public static void main(String[] args) {1112 final Volatile v = new Volatile();1314 for(int i = 0; i < 1000; i++) {15 new Thread(new Runnable() {1617 @Override18 public void run() {19 // TODO Auto-generated method stub20 v.lock.lock();21 try {22 v.count++;23 }finally {24 v.lock.unlock();25 }26 }2728 }).start();29 }3031 while(Thread.activeCount() > 1)32 Thread.yield();3334 System.out.println(v.count);35 }3637}参考
http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html
https://blog.csdn.net/gao_chun/article/details/45095995
https://blog.csdn.net/xilove102/article/details/52437581
原文地址：https://www.cnblogs.com/seaicelin/p/9142419.html