本文转载自[volatile关键字及其作用](https://blog.csdn.net/u010255818/article/details/65633033) [TOC] volatile关键字有两个作用，一是保证内存可见性，二是禁止指令重排优化。 # 保证内存可见性 可见性是指线程之间的可见性，一个线程修改的状态对另一个线程是可见的。也就是一个线程修改的结果，另一个线程马上就能看到。 ## 原理 当对非volatile变量进行读写的时候，每个线程先从主内存拷贝变量到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。   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，保证了每次读写变量都从主内存中读，跳过CP[【源码分析】ThreadPoolExecutor源码分析](ThreadPoolExecutor%E6%BA%90%E7%A0%81%E5%88%86%E6%9E%90.md)U cache这一步。当一个线程修改了这个变量的值，新值对于其他线程是立即得知的。  # 禁止指令重排 ## 什么是指令重排 指令重排序是JVM为了优化指令、提高程序运行效率，在不影响单线程程序执行结果的前提下，尽可能地提高并行度。指令重排序包括编译器重排序和运行时重排序。 在JDK1.5之后，可以使用volatile变量禁止指令重排序。针对volatile修饰的变量，在读写操作指令前后会插入内存屏障，指令重排序时不能把后面的指令重排序到内存屏。 ```java double r = 2.1; //(1) double pi = 3.14;//(2) double area = pi*r*r;//(3) ``` 虽然代码语句的定义顺序为1->2->3，但是计算顺序1->2->3与2->1->3对结果并无影响，所以编译时和运行时可以根据需要对1、2语句进行重排序。 ## 指令重排带来的问题 如果一个操作不是原子的，就会给JVM留下重排的机会。 ```java 线程A中 { context = loadContext(); inited = true; } 线程B中 { if (inited) fun(context); } ``` 如果线程A中的指令发生了重排序，那么B中很可能就会拿到一个尚未初始化或尚未初始化完成的context,从而引发程序错误。 ## 禁止指令重排的原理 volatile关键字提供内存屏障的方式来防止指令被重排，编译器在生成字节码文件时，会在指令序列中插入内存屏障来禁止特定类型的处理器重排序。 JVM内存屏障插入策略： * 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读操作的前面插入一个LoadLoad屏障； * 在每个volatile读操作的后面插入一个LoadStore屏障。 ## 原子操作 原子（atom）本意是“不能被进一步分割的最小粒子”，而原子操作（atomic operation）意为"不可被中断的一个或一系列操作" ，指不会被线程调度机制打断的操作；这种操作一旦开始，就一直运行到结束，中间不会有任何 context switch （切换到另一个线程）。 # 总结 1、volatile是**轻量级同步机制**。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，是一种比synchronized关键字更轻量级的同步机制。 2、volatile**无法同时保证内存可见性和原子性**。加锁机制既可以确保可见性又可以确保原子性，而volatile变量**只能确保可见性**。 3、volatile不能修饰写入操作依赖当前值的变量。声明为volatile的简单变量如果当前值与该变量以前的值相关，那么volatile关键字不起作用，也就是说如下的表达式都不是原子操作：“count++”、“count = count+1”。 4、当要访问的变量已在synchronized代码块中，或者为常量时，没必要使用volatile； 5、volatile屏蔽掉了JVM中必要的代码优化，所以在效率上比较低，因此一定在必要时才使用此关键字。