「 天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。」———《易经》
volatile 变量，在上一篇文章中已经有简单提及相关概念和用法，这一篇主要对 Volatile 变量的特性进行源码验证。验证它的涉及到的三个特性：
可见性
指令重排序
非原子性
volatile 之可见性验证
上一篇文章中，讲到 volatile 变量通常被当做状态标记使用。其中典型的应用是，检查标记状态，以确定是否退出循环。下面我们直接举个反例，源码如下：
1 public class Volatile {
2
3 boolean ready=true; //volatile 状态标志变量
4
5 private final static int SIZE = 10; //创建10个对象，可改变
6
7 public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
8
9 Volatile vs[]=new Volatile[SIZE];
10
11 for(int n=0;n<SIZE;n++)
12 (vs[n]=new Volatile()).test();
13
14 System.out.println("mainThread end");//调用结束打印，死循环时不打印
15 }
16
17 public void test() throws InterruptedException{
18 Thread t2=new Thread(){
19 public void run(){
20 while(ready);//变量为true时，让其死循环
21 }
22 };
23 Thread t1=new Thread(){
24 public void run(){
25 ready=false;
26 }
27 };
28 t2.start();
29 Thread.yield();
30 t1.start();
31 t1.join();//保证一次只运行一个测试，以此减少其它线程的调度对 t2对boolValue的响应时间 的影响
32 t2.join();
33 }
34 }
1
其中，ready 变量是我们要验证的 volatile 变量。一开始 ready 初始化为 true,其次启动 t2 线程让其进入死循环；接着，t1 线程启动，并且让 t1 线程先执行，将 ready 改为 false。理论上来讲，此时 t2 线程应该跳出死循环，但是实际上并没有。此时 t2 线程读到的 ready 的值仍然为 true。所以这段程序一直没有打印出结果。这便是多线程间的不可见性问题,官方话术为: 线程 t1 修改后的值对线程 t2 来说并不可见。下图可以看到程序一直处于运行状态：
解决办法是：对变量 ready 声明为 volatile，再次执行者段程序，能够顺利打印出 “mainTread end”。volatile 保证了变量 ready 的可见性。
另外补充说明我这个例子用的 Java 版本：
volatile 之重排序问题说明
有序性：表示程序的执行顺序按照代码的先后顺序执行。通过下面代码，我们将更加直观的理解有序性。
1int a = 1;
2int b = 2;
3a = 3; //语句A
4b = 4; //语句B
上面代码，语句 A 一定在语句 B 之前执行吗? 答案是否定的。因为这里可能发生指令重排序。语句 B 可能先于语句 A 先自行。
什么是指令重排序？处理器为了提高运行效率，可能对输入代码进行优化，他不保证程序中各个语句的执行先后顺序同代码中的顺序一致，但是他会保证程序最终执行的结果和代码顺序执行的结果是一致的。
但是下面这种情况，语句 B 一定在 语句 A 之后执行。
1int a = 1;
2int b = 2;
3a = 3; //语句A
4b = a + 3; //语句B
原因是，变量 b 依赖 a 的值，重排序时处理器会考虑指令之间的依赖性。
当然，这个 volatile 有什么关系呢？
volatile 变量可以一定程度上保证有序性，volatile 关键字禁止指令重排序。
1//x、y为非volatile变量
2//flag为volatile变量
3
4x = 1; //语句1
5y = 2; //语句2
6flag = true; //语句3
7
8x = 3; //语句4
9y = 4; //语句5
这里要说明的是，flag 为 volatile 变量；能保证
语句1，语句2 一定是在语句3的前面执行，但不保证语句1，语句2的执行顺序。
语句4，语句5 一定是在语句3的后面执行，但不保证语句4，语句5的执行顺序。
语句1，语句2 的执行结果，对语句3，语句4，语句5是可见的。
以上，就是关于 volatile 的禁止重排序的说明。、
volatile 之非原子性问题验证
volatile 关键字并不能保证原子性，如自增操作。下面看一个例子：
1public class Volatile{
2
3 private volatile int count = 0;
4
5 public static void main(String[] args) {
6
7 final Volatile v = new Volatile();
8
9 for(int i = 0; i < 1000; i++) {
10 new Thread(new Runnable() {
11
12 @Override
13 public void run() {
14 // TODO Auto-generated method stub
15 v.count++;
16 }
17
18 }).start();
19 }
20
21 while(Thread.activeCount() > 1)
22 Thread.yield();
23
24 System.out.println(v.count);
25 }
26
27}
这个程序执行的结果并没有达到我们的期望值，1000。并且每次的运行结果可能都不一样，如下图，有可能是 997 等。
来看下面一副图，分解自增操作的步骤。
read&load 从主内存复制变量到当前工作内存。
use&assign 执行代码，改变共享变量的值。
store&write 用工作内存数据刷新主内存相关内容。
但是，这一系列的操作并不是原子的。也就是在 read&load 之后，如果主内存 count 发生变化，线程工作内存中的值由于已经加载，不会产生对应的变化。所以计算出来的结果和我们预期不一样。
对于 volatile 修饰的变量，jvm 虚拟机只是保证从主内存加载到线程工作内存中的值是最新的。
所以，假如线程 A 和 B 在read&load 过程中，发现主内存中的值都是5，那么都会加载这个最新的值 5。线程 A 修改后写到主内存,更新主内存的值为6。线程 B 由于已经 read & load,注意到此时线程 B 工作内存中的值还是5， 所以修改后也会将6更新到主内存。
那么两个线程分别进行一次自增操作后，count 只增加了1，结果也就错了。
当然，我们可以通过并发安全类AomicInteger, 内置锁 sychronized,显示锁 ReentrantLock，来规避这个问题，让程序运行结果达到我们的期望值 1000.
1）采用并发安全类 AomicInteger 的方式：
1import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
2
3public class Volatile{
4
5 private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
6
7 public static void main(String[] args) {
8
9 final Volatile v = new Volatile();
10
11 for(int i = 0; i < 1000; i++) {
12 new Thread(new Runnable() {
13
14 @Override
15 public void run() {
16 // TODO Auto-generated method stub
17 v.count.incrementAndGet();
18 }
19
20 }).start();
21 }
22
23 while(Thread.activeCount() > 1)
24 Thread.yield();
25
26 System.out.println(v.count);
27 }
28
29}
2） 采用内置锁 synchronized 的方式：
1public class Volatile{
2
3 private int count = 0;
4
5 public static void main(String[] args) {
6
7 final Volatile v = new Volatile();
8
9 for(int i = 0; i < 1000; i++) {
10 new Thread(new Runnable() {
11
12 @Override
13 public void run() {
14 // TODO Auto-generated method stub
15 synchronized (this) {
16 v.count++;
17 }
18 }
19
20 }).start();
21 }
22
23 while(Thread.activeCount() > 1)
24 Thread.yield();
25
26 System.out.println(v.count);
27 }
28
29}
3）采用显示锁的方式
1import java.util.concurrent.locks.Lock;
2import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
3
4public class Volatile{
5
6 private int count = 0;
7
8 Lock lock = new ReentrantLock();
9
10 public static void main(String[] args) {
11
12 final Volatile v = new Volatile();
13
14 for(int i = 0; i < 1000; i++) {
15 new Thread(new Runnable() {
16
17 @Override
18 public void run() {
19 // TODO Auto-generated method stub
20 v.lock.lock();
21 try {
22 v.count++;
23 }finally {
24 v.lock.unlock();
25 }
26 }
27
28 }).start();
29 }
30
31 while(Thread.activeCount() > 1)
32 Thread.yield();
33
34 System.out.println(v.count);
35 }
36
37}
参考
http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html
https://blog.csdn.net/gao_chun/article/details/45095995
https://blog.csdn.net/xilove102/article/details/52437581
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