本文轉載自[volatile關鍵字及其作用](https://blog.csdn.net/u010255818/article/details/65633033) [TOC] volatile關鍵字有兩個作用，一是保證內存可見性，二是禁止指令重排優化。 # 保證內存可見性 可見性是指線程之間的可見性，一個線程修改的狀態對另一個線程是可見的。也就是一個線程修改的結果，另一個線程馬上就能看到。 ## 原理 當對非volatile變量進行讀寫的時候，每個線程先從主內存拷貝變量到CPU緩存中，如果計算機有多個CPU，每個線程可能在不同的CPU上被處理，這意味著每個線程可以拷貝到不同的CPU cache中。 ??volatile變量不會被緩存在寄存器或者對其他處理器不可見的地方，保證了每次讀寫變量都從主內存中讀，跳過CP[【源碼分析】ThreadPoolExecutor源碼分析](ThreadPoolExecutor%E6%BA%90%E7%A0%81%E5%88%86%E6%9E%90.md)U cache這一步。當一個線程修改了這個變量的值，新值對于其他線程是立即得知的。  # 禁止指令重排 ## 什么是指令重排 指令重排序是JVM為了優化指令、提高程序運行效率，在不影響單線程程序執行結果的前提下，盡可能地提高并行度。指令重排序包括編譯器重排序和運行時重排序。 在JDK1.5之后，可以使用volatile變量禁止指令重排序。針對volatile修飾的變量，在讀寫操作指令前后會插入內存屏障，指令重排序時不能把后面的指令重排序到內存屏。 ```java double r = 2.1; //(1) double pi = 3.14;//(2) double area = pi*r*r;//(3) ``` 雖然代碼語句的定義順序為1->2->3，但是計算順序1->2->3與2->1->3對結果并無影響，所以編譯時和運行時可以根據需要對1、2語句進行重排序。 ## 指令重排帶來的問題 如果一個操作不是原子的，就會給JVM留下重排的機會。 ```java 線程A中 { context = loadContext(); inited = true; } 線程B中 { if (inited) fun(context); } ``` 如果線程A中的指令發生了重排序，那么B中很可能就會拿到一個尚未初始化或尚未初始化完成的context,從而引發程序錯誤。 ## 禁止指令重排的原理 volatile關鍵字提供內存屏障的方式來防止指令被重排，編譯器在生成字節碼文件時，會在指令序列中插入內存屏障來禁止特定類型的處理器重排序。 JVM內存屏障插入策略： * 在每個volatile寫操作的前面插入一個StoreStore屏障； * 在每個volatile寫操作的后面插入一個StoreLoad屏障； * 在每個volatile讀操作的前面插入一個LoadLoad屏障； * 在每個volatile讀操作的后面插入一個LoadStore屏障。 ## 原子操作 原子（atom）本意是“不能被進一步分割的最小粒子”，而原子操作（atomic operation）意為"不可被中斷的一個或一系列操作" ，指不會被線程調度機制打斷的操作；這種操作一旦開始，就一直運行到結束，中間不會有任何 context switch （切換到另一個線程）。 # 總結 1、volatile是**輕量級同步機制**。在訪問volatile變量時不會執行加鎖操作，因此也就不會使執行線程阻塞，是一種比synchronized關鍵字更輕量級的同步機制。 2、volatile**無法同時保證內存可見性和原子性**。加鎖機制既可以確保可見性又可以確保原子性，而volatile變量**只能確保可見性**。 3、volatile不能修飾寫入操作依賴當前值的變量。聲明為volatile的簡單變量如果當前值與該變量以前的值相關，那么volatile關鍵字不起作用，也就是說如下的表達式都不是原子操作：“count++”、“count = count+1”。 4、當要訪問的變量已在synchronized代碼塊中，或者為常量時，沒必要使用volatile； 5、volatile屏蔽掉了JVM中必要的代碼優化，所以在效率上比較低，因此一定在必要時才使用此關鍵字。