volatile关键字理解

一、volatile关键字的意义

volatile关键字是Java虚拟机提供的最轻量级的线程间同步机制，我们很容易在书籍或网络上了解到volatile关键字的作用，主要有两点：

1、当一个变量被volatile修饰时，将保证此变量对所有线程的可见性。 这里的“可见性”指的是，当对一个变量修改后，新值对于其他线程是立即可见的，注意这里的立即可见，并不是说其他线程能监听到变量值修改，而是说修改后的值能立即同步到主内存中（稍后介绍Java内存模型），保证其他线程能读取到的一定是最新值。

2、使用volatile修饰的变量能禁止指令重排优化。 什么是指令重排优化呢，Java源代码最终会编译成计算机能识别的机器码指令，为了提高执行效率，编译器和处理器可能会对指令进行优化重新排序，导致实际上指令执行的顺序可能会和源代码中想表达的顺序不一致。

到此如果能轻松的理解上面两句话的，可以跳过本文。如果不能理解，下面我们将通过代码来验证上面的定义，在此之前，先简单介绍下Java的内存模型和相关概念，有助于更好的理解上述内容。

二、Java内存模型

Java内存分为主内存和工作内存。所有变量都存在主内存中，每个线程都有自己的工作内存（可理解为缓存，实际上底层实现大概就是寄存器或高速缓存），线程的工作内存中将会拷贝主内存中变量的副本，所有的读写等操作都在工作内存中完成，线程的工作内存不能被其他线程访问。

线程、工作内存、主内存的关系如下图：

这里介绍下Java内存操作的三个基本概念： 原子性、可见性、有序性。这里只是简单介绍，有兴趣自行查阅资料。

原子性，可以理解为对某一块内存的操作不可再细分，也就是中间不能再插入其他操作。符合原子性的操作称为原子操作，Java内存模型定义下列8种原子操作：
lock/unlock：将主内存的变量锁定/解锁为一条线程独占状态，例如使用synchronized关键字标识的代码块。
read、load：read将主内存中的变量值传输到线程工作内存中，load将得到的变量值存入工作线程的变量副本。
use、assign：使用和赋值。
store、write：store将工作内存中的副本变量值传送到主内存，随后write操作写入主内存。
例如有一个变量A和B，表达式A = B完整的操作，可能会是read A、read B、load B、load A、use B‘、assign A’(=B‘)、store A’、write A。这里只是辅助理解，实际操作可能更为复杂，读、写操作中间是可以插入其他操作的。

可见性，上面已经给出过解释，就是当修改一个共享变量时，其他线程能立即“主动”获得最新值，也就是保证拿到的一定是最新的值。

有序性，在单个线程内，所有的操作都是有序的，程序会按照代码的顺序执行。但是多个线程并发时，因为有指令重排序，所以会影响指令的执行顺序。

三、代码举例

1、volatile可见性

首先“可见性”很容易被我们误解为“volatile修饰的变量是线程安全的”，我们用下面的代码验证下：

public static volatile int count = 0;

public static void add() {
   
    count++;
}

public static void main(String[] args) {
   
    int defCount = Thread.activeCount();
    // 10个子线程
    for (int i = 0; i < 10; i++
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