锁专题（三）工作5年了，竟然不知道 volatile 关键字 “工作5年了

“工作 5 年了，竟然不知道 volatile 关键字！”
听着刚面试完的架构师一顿吐槽，其他几个同事也都参与这次吐槽之中。
都说国内的面试是“面试造航母，工作拧螺丝” ，有时候你就会因为一个问题被PASS 。
你工作几年了？知道 volatile 关键字吗？
今天就让我们一起来学习一下 volatile 关键字，做一个在可以面试中造航母的螺丝工！
文章插图
volatile+介绍
volatileJava语言规范第三版中对 volatile 的定义如下：
java编程语言允许线程访问共享变量，为了确保共享变量能被准确和一致的更新，线程应该确保通过排他锁单独获得这个变量。
Java语言提供了 volatile ，在某些情况下比锁更加方便。
如果一个字段被声明成 volatile ， java线程内存模型确保所有线程看到这个变量的值是一致的。
语义一旦一个共享变量（类的成员变量、类的静态成员变量）被 volatile 修饰之后，那么就具备了两层语义：

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，这新值对其他线程来说是立即可见的。
禁止进行指令重排序。

注意

如果 final 变量也被声明为 volatile ，那么这就是编译时错误。
ps: 一个意思是变化可见，一个是永不变化。自然水火不容。
问题引入

Error.java

//线程1boolean stop = false;while(!stop){doSomething();} //线程2stop = true;这段代码是很典型的一段代码，很多人在中断线程时可能都会采用这种标记办法。
问题分析但是事实上，这段代码会完全运行正确么？即一定会将线程中断么？
不一定，也许在大多数时候，这个代码能够把线程中断，但是也有可能会导致无法中断线程（虽然这个可能性很小，但是只要一旦发生这种情况就会造成死循环了）。
下面解释一下这段代码为何有可能导致无法中断线程。
在前面已经解释过，每个线程在运行过程中都有自己的工作内存，那么线程1在运行的时候，会将stop变量的值拷贝一份放在自己的工作内存当中。
那么当线程 2 更改了 stop 变量的值之后，但是还没来得及写入主存当中，线程 2 转去做其他事情了，
那么线程 1 由于不知道线程 2 对 stop 变量的更改，因此还会一直循环下去。
使用 volatile第一：使用 volatile 关键字会强制将修改的值立即写入主存；
第二：使用 volatile 关键字的话，当线程2进行修改时，会导致线程1的工作内存中缓存变量stop的缓存行无效（反映到硬件层的话，就是CPU的L1或者L2缓存中对应的缓存行无效）；
第三：由于线程1的工作内存中缓存变量 stop 的缓存行无效，所以线程 1 再次读取变量 stop 的值时会去主存读取。
那么在线程 2 修改 stop 值时（当然这里包括 2 个操作，修改线程 2 工作内存中的值，然后将修改后的值写入内存），会使得线程 1 的工作内存中缓存变量 stop 的缓存行无效，然后线程 1 读取时，发现自己的缓存行无效，它会等待缓存行对应的主存地址被更新之后，然后去对应的主存读取最新的值。
那么线程 1 读取到的就是最新的正确的值。
volatile 保证原子性吗从上面知道 volatile 关键字保证了操作的可见性，但是 volatile 能保证对变量的操作是原子性吗？
问题引入

public class VolatileAtomicTest {public volatile int inc = 0;public void increase() {inc++;}public static void main(String[] args) {final VolatileAtomicTest test = new VolatileAtomicTest();for (int i = 0; i < 10; i++) {new Thread(() -> {for (int j = 0; j < 1000; j++) {test.increase();}}).start();}//保证前面的线程都执行完while (Thread.activeCount() > 1) {Thread.yield();}System.out.println(test.inc);}}

计算结果是多少？

你可能觉得是 10000 ，但是实际是比这个数要小。
原因可能有的朋友就会有疑问，不对啊，上面是对变量 inc 进行自增操作，由于 volatile 保证了可见性，那么在每个线程中对inc自增完之后，在其他线程中都能看到修改后的值啊，所以有10个线程分别进行了 1000 次操作，那么最终inc的值应该是 1000*10=10000 。
这里面就有一个误区了， volatile 关键字能保证可见性没有错，但是上面的程序错在没能保证原子性。
可见性只能保证每次读取的是最新的值，但是 volatile 没办法保证对变量的操作的原子性。

解决方式
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