volatile属性：可见性、保证有序性、不保证原子性。
Java的内存中所有的对象都存在主内存中，每个线程都有自己的栈和程序计数器，多个线程对同一个对象的变量读取时，会将对象的变量从主内存中拷贝到自己的栈帧里(操作数栈)，线程之间也无法直接访问对方的操作数栈，只能通过主内存传递变量的值；
可见性：如果对声明了volatile变量进行写操作时，JVM会向处理器发送一条Lock前缀的指令，将这个变量所在缓存行的数据写会到系统内存。 这一步确保了如果有其他线程对声明了volatile变量进行修改，则立即更新主内存中数据。
有序性：但这时候其他处理器的缓存还是旧的，所以在多处理器环境下，为了保证各个处理器缓存一致，每个处理会通过嗅探在总线上传播的数据来检查 自己的缓存是否过期，当处理器发现自己缓存行对应的内存地址被修改了，就会将当前处理器的缓存行设置成无效状态，当处理器要对这个数据进行修改操作时，会强制重新从系统内存把数据读到处理器缓存里。 这一步确保了其他线程获得的声明了volatile变量都是从主内存中获取最新的。
使用场景：状态标记，后续会再写另一个使用场景，单例模式下的volatile确保单例对象的返回的正确性。
原子操作：可以是一个步骤，也可以是多个步骤，但是其顺序不可以被打断，也不可以被切面只执行其中的一部分（不可中断性）。
并发示例：
public class Counter { volatile int i=0; public void add(){ //非原子操作 可以加锁synchronized或者ReentrantLock等保证原子性 i++; } } public class Main { public static void main(String[] args) throws Exception { final Counter counter=new Counter(); for(int i=0;i<5;i++){ new Thread(new Runnable(){ @Override public void run() { for(int j=0;j<10000;j++){ counter.add(); } System.out.println("Done......"); } }).start(); } //主线程进行等待 Thread.sleep(5000); System.out.println(counter.i); } }
其中上述add()方法对应的汇编指令，其中i++被编译成下面四条指令，因此无法实现原子性：
public void add(); flags: ACC_PUBLIC Code: stack=3, locals=1, args_size=1 0: aload_0 1: dup 2: getfield #2 // Field i:I 【从主内存中加载到操作数栈】 5: iconst_1 【将1赋值给变量】 6: iadd 7: putfield #2 // Field i:I 【将计算结果放回到主内存】 10: return LineNumberTable: line 11: 0 line 12: 10
CAS（Compare and swap）
Compare and swap 比较和交换，属于硬件同步原语，处理器提供了基本内存操作的原子性保证。
CAS操作需要输入两个数值，一个旧值A和一个新值B，在操作期间对旧值进行比较，若没有发生变化，才交换成新值，发生了变化则不交换。
Java中的sun.misc.Unsafe类，提供了compareAndSwapInt()和compareAndSwapLong()等几个方法实现CAS。
JDK中很多工具类底层都是用到了CAS机制：
原子操作类：AtomicInteger、AtomicIntegerArray、AutomicIntegerFieldUpdater
并发操作类：ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、AQS、Semphore、CountDownLatch
Map：ConcurrentHashMap、ConcurrentSkipListMap
List：CopyOnWriteArrayList
Set：CopyOnWriteArraySet、ConcurrentSkipListSet
线程池：ThreadPoolExecutor
使用CAS实现锁：
public class CounterUnsafe { volatile int i=0; private static Unsafe unsafe=null; private static long valueOffset; static{ try { //反射出unsafe对象 Field field=Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe"); field.setAccessible(true); unsafe=(Unsafe)field.get(null); //获取Counter类中的字段i的偏移量 Field ifield=Counter.class.getDeclaredField("i"); valueOffset=unsafe.objectFieldOffset(ifield); }catch (NoSuchFieldException |IllegalAccessException e){ e.printStackTrace(); } } public void add(){ for(;;){ //拿到旧的值 int current=unsafe.getIntVolatile(this,valueOffset); //进行+1操作 int newValue=current+1; //如果写会到堆内存成功 if(unsafe.compareAndSwapInt(this,valueOffset,current,newValue)){ break; } } } }
来源：博客园
作者：gudicao
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