volatile关键字解析（二）

volatile详解
接下来，我们详细讲述一下volatile关键字
volatile关键字具有两重语义

保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性，即一个线程修改了某个变量的值，这个新值对其他线程来说是立即可见的。

禁止指令重排序

依然使用上文RunThread案例说明，上文中已经提到了，由于主线程修改了isRunning的值后，RunThread线程并没有看到其值的变化，因此，进入了死循环，但是当isRunning加上volatile关键字后，效果就不一样了。

使用volatile关键字会强制将修改的值立即写入主存；

使用volatile关键字的话，当主线程修改时，会导致RunThread的工作内存中isRunning变量的缓存值变得无效。

由于RunThread的工作内存中缓存变量isRunning缓存无效，所以会再次从主存中读取isRunning变量值。

这样就保证了RunThread可以顺利结束。

关于原子性，我们先看个例子：

public class TestCount
{
private volatile int n;

public void increase()
{
n ++;
}

public static void main(String[] args)
{
TestCount count = new TestCount();
for(int i=0; i<10; i++)
{
new Thread(){
public void run() {
for(int j=0;j<1000;j++)
count.increase();
};
}.start();
}

if(Thread.activeCount() > 1)
{
Thread.yield();
}
System.out.println(count.n);
}
}

关于这个结果，应该很多人会认为是10000吧。但是实际上，运行结果小于10000，这是由于n++操作并非原子性操作，其涉及三个操作

读出n的旧知

对n+1

写入新值

虽然volatile可以保证每个线程读取到的是最新的内存值，但是，如果10个线程第一步都是正确的，第二步和第三步单线程看的话也都是没有问题的，但是如果并发的话，就会导致同一个值被多次写入了内存。
可见volatile并不能保证原子性操作。
对于这一类问题，我们可以通过synchronized、lock或者原子操作类经行操作。
synchronized版本：

public class TestCount
{
public  int inc = 0;

public synchronized void increase() {
inc++;
}

public static void main(String[] args) {
final TestCount test = new TestCount();
for(int i=0;i<10;i++){
new Thread(){
public void run() {
for(int j=0;j<1000;j++)
test.increase();
};
}.start();
}

while(Thread.activeCount()>1)  //保证前面的线程都执行完
Thread.yield();
System.out.println(test.inc);
}
}

lock版本：

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class TestCount
{
public  int inc = 0;
Lock lock = new ReentrantLock();

public  void increase() {
lock.lock();
try {
inc++;
} finally{
lock.unlock();
}
}

public static void main(String[] args) {
final TestCount test = new TestCount();
for(int i=0;i<10;i++){
new Thread(){
public void run() {
for(int j=0;j<1000;j++)
test.increase();
};
}.start();
}

while(Thread.activeCount()>1)  //保证前面的线程都执行完
Thread.yield();
System.out.println(test.inc);
}
}

原子操作类版本：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class TestCount
{
public  AtomicInteger inc = new AtomicInteger();

public  void increase() {
inc.getAndIncrement();
}

public static void main(String[] args) {
final TestCount test = new TestCount();
for(int i=0;i<10;i++){
new Thread(){
public void run() {
for(int j=0;j<1000;j++)
test.increase();
};
}.start();
}

while(Thread.activeCount()>1)  //保证前面的线程都执行完
Thread.yield();
System.out.println(test.inc);
}
}

对于有序性，我们可以看下下面的这个例子：

//线程1:
context = loadContext();   //语句1
inited = true;             //语句2

//线程2:
while(!inited ){
sleep()
}
doSomethingwithconfig(context);

如果没有对inited加volatile关键字，则可能会对语句1和语句2进行调整，因此两者并无依赖关系，并且单线程下，也并不会影响结果。但是两个线程下，可能由于context并没有初始化完成，导致意想不到的结果。
如果对inited加上volatile，这个问题就不会发生了。语句1和语句2的执行顺序则不会被调整。