多线程（五）：Volatile 关键字

包括：
一. volatile概念

二.使用volatile需要注意的地方

一. volatile 关键字
       volatile是一个比较轻量级的同步，用于修饰变量，不能用于修饰方法。当一个变量被声明成 volatile，任何对该变量的读写操作都会绕过高速缓存，直接读写主内存，这表示所有线程在任何时候看到的 volatile 变量值都相同。

优缺点：

• 优点：更少的代码量来实现多线程，而且比较好理解，无须太多的学习成本。
• 缺点：volatile只能保证变量的可见性，无法保证原子性。除此之外，由于volatile屏蔽掉了VM中必要的代码优化，所以在效率上会稍微低点。这是两个缺点。

二. 使用volatile 需要注意的地方

       volatile也有使用前提，并不是说使用了volatile就一定线程安全。在《深入理解Java虚拟机》一书中，明确写道：由于volatile变量只能保证可见性，在不符合以下两条规则的运算场景中，我们仍然要通过加锁来保证原子性：

1. 运算结果并不依赖于当前值，或者能够确保只有单一的线程能够修改变量的值。

2. 变量不需要与其他的状态变量共同参与不变约束。

怎么理解，最好的贴代码：

程序1：

public class main {public static int i = 0;public static void main(String args[]){new Thread(new Runnable(){public void run(){for(int j = 0; j < 10000; j++)i++;System.out.println("Thread1 end...");}}).start();;new Thread(new Runnable(){public void run(){for(int j = 0; j < 10000; j++)i++;System.out.println("Thread2 end...");}}).start();i++;try {Thread.sleep(500);} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}System.out.println("i = " + i);}}

      这个程序很好理解，创建一个volatile的变量，主线程中创建2个线程修改volatile变量的。这两个线程最后分别有一句System.out.println("Thread2 end..."); 也就是说，这两句都打印出来起码 i 的值也有20000了。那么实际结果中大多数会能正确。但是，少数会出现下面这些结果（试了我好多次，手都累了）：

Thread1 end...Thread2 end...i = 18362

       分析一下为什么会这样，说好的volatile保证线程安全呢？

       比如说，线程A先从主内存中取得 i 的值等于0，接着线程 A对i进行 +1 的修改，接着 新的 i 值不会经过本地内存，而是直接写到主内存中，这个时候主内存中的 i 值变为 1 。此时线程B 做和线程A同样的操作，从主内存中取值，然后相加，再直接更改到主内存。这种情况下，是正常的。i 的值最后会正常。

       但是下面这种情况就不正常了：线程A先从主内存中取得 i 的值等于0，此时，还没有等到 线程 A 修改值，线程B 就已经从主内存中拿 i的值了，此时线程B拿到的值也是0，这样的话，就会出问题。因为理应线程B要拿线程A修改后的值。这个也说明了，volatile不保证原子性，只保证可见性。

        归根结底，这个程序就是违反了第一个原则：只能有单一线程修改变量的值。

程序2：

private Date start;  private Date end;    public void setInterval(Date newStart, Date newEnd) {      // 检查start<end是否成立, 在给start赋值之前不变式是有效的      start = newStart;        // 但是如果另外的线程在给start赋值之后给end赋值之前时检查start<end, 该不变式是无效的        end = newEnd;      // 给end赋值之后start<end不变式重新变为有效  }

归根结底，这个程序就是违反了第二个原则：变量不需要与其他的状态变量共同参与不变约束

        那么什么时候最适合使用volatile。那就是当做标记来进行使用，比如说，当shutdown()方法被调用的时候，所有的doWork()方法都停下来。

Ps：

可见性，原子性：

       可见性是指线程之间的可见性，一个线程修改的状态对于另外一个线程来说是可见的。也就是一个线程修改的结果对于另外一个线程来说是马上可见的。

       原子是世界上最小的单位，具有不可分割性。比如说a=0，这个操作就是不可分割的，那么就具有原子性。比如说i++，可以拆分为i = i + 1，是可分割的，所以它就不具有原子性。非原子性操作都会存在线程安全的问题。

参考：

1.java并发之原子性与可见性(一)：http://www.360doc.com/content/14/0521/11/7385274_379575711.shtml

2.变量的可变性和volatile：http://coolxing.iteye.com/blog/1464501