volatile

内存语义

保证变量的内存可见性
禁止 volatile 变量与普通变量重排序

内存可见性

所谓内存可见性，

一个线程对 volatile 变量进行写操作， JMM 会立即将该线程本地内存中的共享变量刷新到主内存
一个线程对 volatile 变量进行读操作，JMM会立即吧该线程本地内存中的共享变量置为无效，从主内存中读取共享变量的值

禁止重排序

如果 volatile 变量于普通变量发生了重排序，虽然 volatile 变量能保证内存可见性，也可能导致普通变量读取错误。

JMM 如何限制处理器的重排序呢？

它是通过内存屏障实现的。

什么是内存屏障呢？

硬件层面，内存屏障分两种：读屏障（Load Barrier）和写屏障（Store Barrier）。内存屏障有两个作用:

防止屏障两侧指令重排序
强制把缓冲区数据刷回主内存，或者让缓存中数据失效。

volatile 用途

volatile 可以保证内存可见性和禁止重排序。

保证内存可见性上，volatile 与锁有着相同的内存语义，可以当作轻量级的锁来使用。

volatile 仅保证对于单个 volatile 变量读写具有原子性，

锁可以保证整个临界区代码的执行具有原子性。

功能上，锁更强大，性能上，volatile 更有优势。

单例 double check

public class Singleton {

    private static volatile Singleton instance; 
    
    // 双重锁检验
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) { // 第7行
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton(); // 第10行
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

如果 instance 声明不使用 volatile 关键字，可能会发生重排序，得到错误结果。

instance = new Singleton(); // 第10行

// 可以分解为以下三个步骤
1 memory=allocate();// 分配内存 相当于c的malloc
2 ctorInstanc(memory) //初始化对象
3 s=memory //设置s指向刚分配的地址

// 上述三个步骤可能会被重排序为 1-3-2，也就是：
1 memory=allocate();// 分配内存 相当于c的malloc
3 s=memory //设置s指向刚分配的地址
2 ctorInstanc(memory) //初始化对象

一旦发生这样的重排序，另一个线程可能会到的一个未初始化完成的 instance!

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