并发编程-volatile

volatile是java的关键字用于修饰变量。主要作用保证变量内存可见性和禁止指令重排序。

在代码 中 volatile修饰的变量，在该变量进行赋值操作。java在编译的时候会在赋值操作指令之后插入一条lock前缀指令(内存屏障)。通过该指令保证可见性和禁止指令重排序

定义：当某一个线程修改了某个对象的共享变量的值时，其他的线程能立即获取到这个变量的最新值。
原理：通常情况下可以简单的认为，线程修改变量都是在自己的工作内存中进行，如果变量是volatile修饰的话，线程修改了该共享变量的值之后会立即刷回主内存，其他的线程都是从主内存读取变量最新值。

保证可见性方法有很多,本质把数据刷回主内存，工作内存失效：
1）lock，synchronized
2）sleep,wait,yiled (涉及到上下文切换)

定义: 简单的来说，cpu不会按照我们书写代码的顺序来顺序执行，cpu有时会调整指令执行顺序。但如果变量是volatile修饰的话，cpu不会把该变量在赋值操作(赋值操作看作一条指令)指令之后的指令排到该条指令之前。
原理：编译期间，在赋值操作指令之后插入一条" lock add1 …" 指令( 专业名词lock前缀指令、也可看成内存屏障)，该指令有两个作用，1. 禁止cpu重排序时把后面的指令重排到内存屏障之前的位置或者指令越过内存屏障。2. 将工作内存中的数据刷入主内存，该写入动作会让其他的线程的工作内存失效，保证变量可见性。（专业说法通过总线嗅探机制通知其他线程该变量的副本已经失效）

想要深入理解原理，必须要理解java内存模型和内存管理规范，内存间交互操作(lock,unlock read write，指令)，和一些硬件知识。

• 停机业务

如下代码，在多线程下，一个线程执行dowrk，如果一个线程执行 shudown() 之后,如果没有volatile 修饰，业务可能会停不下来（一直循环，或者不确定情况下退出循环）。注意这里是可能，其实在业务代码做可以sleep lock 操作都可以退出循环的。

volatile boolean flag;

public void shutdown(){
   flag =true;
}

public void dowork(){
   while(!flag){
   			// do 业务i逻辑
	}
}

• DCL单例模式

这里使用volatile 修饰，主要是由于new 操作不是原子操作，他会分三步操作。（1）分配内存空间，（2）初始化实例，（3）返回内存地址给引用，使用volatile 就是禁止 2,3,两步重排。如果2,3两步重排的话，有可能有个线程会拿到不完整对象。

但在实际项目中 有无 volatile问题不大，因为 1. 现代cpu中出现的概率及其很少(可能速度太快)，笔者是没有测试出来。 2. 单例对象一般都提前初始化，初始化过程很少多线程。还是使用饿汉模式居多方便简单。 （一般只有面试中问得多，显得公司多牛B，进去一看代码都是饿汉模式）

public class Singleton {
    // volatile 保证可见性和禁止指令重排序
    private static volatile Singleton singleton;

    public static Singleton getInstance() {
        // 第一次检查
        if (singleton == null) {
          // 同步代码块
          synchronized(this.getClass()) {
              // 第二次检查
              if (singleton == null) {
                    // 对象的实例化是一个非原子性操作
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}