Java中volatile关键字的作用

一、volatile作用

• 可以保证多线程环境下共享变量的可见性
• 通过增加内存屏障防止多个指令之间的重排序

二、什么是可见性

可见性是指当一个线程对于共享变量的修改，其他线程可以立刻看到修改之后的一个值，可见性本质上由几个方面造成的

cpu层面的高速缓存，在cpu里面呢设计了三级缓存去解决cpu运算效率和内存io效率的问题，但是它也带来缓存一致性的一个问题，而在多线程执行的情况下呢，缓存一致性的问题就会导致可见性的问题，所以，对于增加了volatile关键字的一个修饰的共享变量，JVM虚拟机会自动去增加一个#lock汇编指令，而这个指令会去根据不同的cpu型号会自动添加总线锁或者缓存锁

三、什么是总线锁和缓存锁

• 总线锁是锁定cpu前端总线，从而去导致在同一个时刻，只能有一个线程和内存通信，这样就避免了多线程并发造成的可见性问题
• 缓存锁是对总线锁的一个优化，因为总线锁导致cpu的使用效率大幅度下降，所以，缓存锁只针对于cpu三级缓存中的目标数据去加锁，而缓存锁使用MESI缓存一致性协议来实现的

四、什么是指令重排序

指令重排序指令在编写的数据顺序和执行顺序是不一致的，从而在多线程环境下导致可见性问题，指令重排序本质上是一种性能优化的手段，指令重排序来自于几个方面

• cpu层面针对于MESI协议更进一步的优化，去提升cpu一个利用率，他引入一个叫StoreBuffer的一个机制，而这种优化机制呢，会导致cpu的乱序执行，为了避免这样的问题，cpu提供内存屏障指令，上层应用可以在合适的地方去插入内存屏障，去避免cpu指令重排序的一个问题
• 编译器在编译的过程中，在不改变单线程语义和程序正确性的前提下，对指令进行合理的重排序，从而去优化整体的一个性能，所以共享变量增加了volatile关键字那么 编译器层面就不会触发编译器的优化，同时在jvm里面呢，他会插入内存屏障指令来避免重排序的问题

除了volatile关键字，从jdk5开发，JMM就使用一种Happens-Before的模型去描述多线程可见性的一个关系,也就是两个操作之间具备Happens-Before关系，那么这两个操作具备可见性的一个关系，不需要再额外去考虑增加volatile关键字来提供可见性的一个保障

到此这篇关于Java中volatile关键字的作用的文章就介绍到这了,更多相关Java中的volatile关键字内容请搜索编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程网！