volatile深度解析

# 简介

根据java内存模型（JMM），区分共享内存区域和线程私有内存区域，线程对变量的修改不会马上同步到其他线程，所以在多线程间对公共变量修改，其他线程不会马上读到最新的数据。volatile关键字就是为了解决多线程间共享变量的可见性，只要在共享变量前加了volatile关键字，某线程修改公共变量后，其他线程立刻读到最新数据。

# 可见性原理

我们先看一段java代码示例

public class Test1 {

    public static int a = 1;
    public int b = 2;
    public volatile int c = 3;
    public final int d = 4;
    private String s = "5";
    private Object o = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        test();
    }
    public static void test() {
        System.out.println("1");
    }
}

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Javap命令查看字节码文件， javap -v Test1.class 。

// 略。。
// 自看最关键的地方，加了volatile关键字的会有 ACC_VOLATILE标识
 public volatile int c;
    descriptor: I
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_VOLATILE

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在JVM层面，如果发现ACC_VOLATILE标识，在写改字段的时候会添加lock前缀指令：lock cmpxchg %rdi,(%rdx), 该指令的作用：

该指令会将当前缓存数据回写到内存中。
其他处理器的缓存失效

在早期的CPU，lock指令会锁总线，其他线程操作会阻塞，直到锁释放。现在比较新的CPU都是锁缓存，再结合缓存一致性（MESI）来保证数据同步。

# 禁止指令重排序

为了提高性能，JMM在保证不改变语义的情况下，可能会对指令进行重排序，添加了volatile关键字会阻止这种优化。

# 附录

# IDEA添加javap命令

命名： C:\dev\Java\jdk-1.8\bin\javap.exe
参数：-v $OutputPath$\$FileDirRelativeToSourcepath$\$FileNameWithoutAllExtensions$.class
工作目录： $ProjectFileDir$

上次更新: 2024/04/10, 16:41:50

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