volatile

volatile关键字是一种类型修饰符，用它声明的类型变量表示可以被某些编译器未知的因素更改，比如：操作系统、硬件或者其它线程等。 遇到这个关键字声明的变量，编译器对访问该变量的代码就不再进行优化，从而可以提供对特殊地址的稳定访问。 使用该关键字的例子如下： int volatile nVint; 当要求使用volatile 声明的变量的值的时候，系统总是重新从它所在的内存读取数据，即使它前面的指令刚刚从该处读取过数据。而且读取 的数据立刻被保存。 例如： volatile int i=10; int a = i; //其他代码，并未明确告诉编译器，对 i 进行过操作 int b = i; volatile 指出 i 是随时可能发生变化的，每次使用它的时候必须从i的地址中读取，因而编译器生成的汇编代码会重新从i的地址读取数据 放在b中。而优化做法是，由于编译器 发现两次从i读数据的代码之间的代码没有对i进行过操作，它会自动把上次读的数据放在b中。而 不是重新从i里面读。这样以来，如果i是一个寄存器变量或者 表示一个端口数据就容易出错，所以说volatile可以保证对特殊地址的稳定访问。 一般说来，volatile用在如下的几个地方： 1、中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile； 2、多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile； 3

为什么要用volatile? 为什么要用volatile，它可以解决两个问题： 保证不同线程对同一个变量进行操作时的可见性问题； 禁止进行指令重排序。 1.可见性问题 可见性问题是JAVA并发编程中的基本概念： 官方定义如下： 可见性是指当多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看的见。 为什么出现可见性问题？ 在并发编程中，不同的线程在不同的cpu执行着，而CPU的缓存机制长这样： 若线程1运行在CPU1上，线程2运行在CPU2上，当线程1修改了某一个对象的值时，可能会缓存在cache1（若cache1满了则缓存在cache2中，以此内推），没有写进主存，那线程2就无法读到最新的数据，因此不能实现可见性。 volatile的作用就是被volatile修饰的变量被修改时强制立即写进主存中，让cache失效，这样其他读该变量的线程就可以立即读到最新的值。这就是volatile的作用之一。 2.有序性问题 有序性是Java并发编程中的另一概念，有序性指程序执行的顺序按照代码的先后顺序进行，而指令重排序是指在执行程序时，编译器和处理器为了提高代码执行效率，会对没有数据依赖的代码行进行重排序，在保证程序最终结果不受影响的情况下更高效地完成代码的运行。不管怎么重排序，单线程执行结果不会被改变，但会影响多线程并发执行的正确性。 举个栗子： 线程1执行下面这段代码：

原子性： 一个或多个操作在CPU执行过程中不被中断的特性称之为原子性 。线程中执行的操作要么全部执行，要么全部不执行。 Java内存模型中的read、load、assign、use、store和write都可以保证原子性的操作（如果对Java内存模型不熟悉，可以参考我的这篇博文 Java内存模型 ），一般基本数据类型访问读写都是原子性的（long和double的非原子性协议例外，但是基本也不会发生） 如果应用场景需要一个更大范围的原子性保证，我们可以直接使用synchronized关键字，在synchronized块之间的操作也具有原子性。 可见性： 可见性是指当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能够立即得知这个修改。 Java内存模型是通过变量修改之后同步回主内存，在变量读取之前从主内存刷新变量值来实现可见性的。如果一个普通变量在多线程中运行的话，往往不能保证可见性，多个线程都是从主内存中获取变量，这时多个线程并不会先等待某一个线程修改完变量之后，写回主内存，再从主内存获取最新的变量值。 如果要保证可见性的话，我们可以使用volatile关键字，具体原理可以参考我的这篇博文 Java的volatile关键字 ，当然除了volatile关键字之外，synchronized和final关键字也能实现可见性

一、简介 上篇文章 详细介绍了HashMap的源码及原理，本文趁热打铁继续分析ConcurrentHashMap的原理。 首先在看本文之前，希望对HashMap有一个详细的了解。不然看直接看ConcurrentHashMap的源码还是有些费劲的。 相信对HashMap，HashTable有一定了解，应该知道HashMap是不具备线程安全性的，在resize时会丢数据（JDK8），而HashTable虽然保证了线程安全性，但是其是通过给每个方法加Synchronized关键字达到的同步目的。但是都知道Synchronized在竞争激烈的多线程并发环境中，在性能上的表现是非常不如人意的。那在高并发环境中HashMap如何保证线程安全而又不浪费太多性能呢？答案就是Java J.U.C并发包中的ConcurrentHashMap。 依然开局一张图。JDK8中的ConcurrentHashMap数据结构。 呃呵，和HashMap的结构是一样的，没错在数据结构层面，ConcurrentHashMap和HashMap是完全一样的。有了这个基础继续往下看。 二、历史版本 ConcurrentHashMap的历史版本大致分界线在JDK8。也就是可以分为JDK8和JDK8以前版本。 数据结构的区别 在JDK8之前HashMap没有引入红黑树，同样的ConcurrentHashMap也没有引入红黑树

volatile 关键字和synchronized一样都能够保证线程的同步。 Java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。 volatile 被称为 轻量级 的 synchronized。 同时，它比synchronized的使用和执行成本会更低，因为它不会引起线程上下文的切换和调度。 一、volatile的特性 补充： 1. Java内存模型 (Java Memory Model， JMM ) JMM是由Java虚拟机规范定义的，用来屏蔽掉Java程序在各种不同的硬件和操作系统对内存的访问的差异，这样就可以实现java程序在各种不同的平台上都能达到内存访问的一致性。 在Java中，Java 堆内存 是存在数据共享的，这些共享数据的通信就是通过JMM来控制的。 JMM决定一个线程对共享数据的写入何时对另一个线程可见。 JMM是一个抽象的结构,它定义了 线程和主内存的关系 ： 线程之间的 共享变量 存储在 主内存(Main Memory) 中 每一个线程都有一个私有的 本地内存(Local

[转] http://blog.21ic.com/user1/2949/archives/2007/35599.html 　　一个定义为volatile的变量是说这变量可能会被意想不到地改变，这样，编译器就不会去假设这个变量的值了。精确地说就是，优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值，而不是使用保存在寄存器里的备份。下面是volatile变量的几个例子： 1). 并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器） 2). 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic variables) 3). 多线程应用中被几个任务共享的变量 回答不出这个问题的人是不会被雇佣的。我认为这是区分C程序员和嵌入式系统程序员的最基本的问题。嵌入式系统程序员经常同硬件、中断、RTOS等等打交道，所用这些都要求volatile变量。不懂得volatile内容将会带来灾难。 假设被面试者正确地回答了这是问题（嗯，怀疑这否会是这样），我将稍微深究一下，看一下这家伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。 1). 一个参数既可以是const还可以是volatile吗？解释为什么。 2). 一个指针可以是volatile 吗？解释为什么。 3). 下面的函数有什么错误： int square(volatile int *ptr) { return *ptr * *ptr; }

场景引入 可见性问题 先来看一张图： 上面的图，是简化版的Java内存模型，一个线程有自己的工作内存，同时还有一个共享的主内存。 线程1和线程2读取数据data时，先从主内存里加载data变量的值到工作内存，然后才可以使用那个值。 假设现在线程1修改了data变量的值为1，然后将这个修改写入到自己的工作内存。那么此时，线程1的工作内存里data的值为1，而主内存里data的值还是0。线程2的工作内存data值也是0。 这就尴尬了，线程1和线程2操作的是用一个变量data，但由于线程本地缓存的存在，导致线程1对data变量的修改，线程2不能及时看到。 这就是Java并发编程中的 可见性问题 ： 当一个线程修改某个共享变量的值，其他线程是否能够立即知道这个修改。 值得注意的是，上面的Java内存模型是极其简化的，真实的情况远比上面复杂。 volatile的作用及实现原理 要解决上述可见性问题，我们可以使用 volatile 关键字。 在加入volatile关键字后，线程1只要修改data变量的值，就会在修改工作内存data变量值的同时，强制将修改刷新到主内存中。与此同时，线程2需要读取data变量时，先强制将主内存的值刷新到工作内存中，从而保证线程2每次读取都是最新的值。如下图： volatile工作原理如上所述，其在JVM底层的实现原理， 涉及到内存屏障相关概念 。简单来说

volatile的作用 2006-10-23 13:44:21 大 中 小 关键在于两个地方： 1. 编译器的优化 (请高手帮我看看下面的理解) 在本次线程内, 当读取一个变量时，为提高存取速度，编译器优化时有时会先把变量读取到一个寄存器中；以后，再取变量值时，就直接从寄存器中取值； 当变量值在本线程里改变时，会同时把变量的新值copy到该寄存器中，以便保持一致 当变量在因别的线程等而改变了值，该寄存器的值不会相应改变，从而造成应用程序读取的值和实际的变量值不一致 当该寄存器在因别的线程等而改变了值，原变量的值不会改变，从而造成应用程序读取的值和实际的变量值不一致 举一个不太准确的例子： 发薪资时，会计每次都把员工叫来登记他们的银行卡号；一次会计为了省事，没有即时登记，用了以前登记的银行卡号；刚好一个员工的银行卡丢了，已挂失该银行卡号；从而造成该员工领不到工资 员工 －－ 原始变量地址 银行卡号 －－ 原始变量在寄存器的备份 2. 在什么情况下会出现(如1楼所说) 1). 并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器） 2). 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic variables) 3). 多线程应用中被几个任务共享的变量 补充： volatile应该解释为“直接存取原始内存地址”比较合适，“易变的”这种解释简直有点误导人； “易变”是因为外在因素引起的