【多线程】Volatile 线程间变量可见

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1. 线程间如何共享数据

  使用全局变量或共享对象

2. 线程间变量为什么不可见

  归根原因是由Java内存模型引起的，Java内存模型及操作规范：

1. 共享变量必须存放在工作内存中
2. 线程有自己的工作内存， 线程只可操作自己的工作内存
3. 线程要想操作共享变量，需要从主内存中读取到工作内存，改变值后从工作内存同步到主内存中

  根据上面描述，会出现这么一个问题：线程1已经从主内存读取变量a=1到工作内存中去了，但是在更改a=a+1后未更新到主内存之前，线程2又从主内存中读取了变量a=1，此时想想必然会引起数据不一致

主内存和工作内存之间交互遵从同步交互协议，规定了8中原子操作：

1. lock锁定：将主内存中的变量锁定，为一个线程所独占
2. unlock解锁：将lock假的锁定接触，此时其他线程有机会访问此变量
3. read读取：作用于主内存变量，将主内存中的变量读取到工作内存当中去
4. load载入：作用于工作内存变量，将read读取到的值保存到工作内存中的变量副本中
5. use使用：作用于工作内存变量，将值传递给线程的代码执行引擎
6. assign赋值：作用于工作内存变量，将执行引擎处理返回的值重新赋值给变量副本
7. store存储：作用于工作内存变量，将变量副本的值传递给主内存中
8. write写入：作用于主内存变量，将store传送过来的值写入到主内存的共享变量中

注意: 每一步是原子操作，但是这8不不是一个原子操作

3.如何使线程间变量可见

3.1 final变量

  变量本来就是不可改变的，不存在改变，所以不同线程间看到的数据永远一样

3.2synchronized

synchronized语义规范：

1. 进入同步块之前，先清空工作内存中的共享变量，从主内存中重新加载
2. 解锁前必须把修改的共享变量同步回主内存

synchronized是如何做到线程安全的：

1. 锁机制保护共享资源，只有获得锁的线程才可操作共享资源
2. synchronized语义规范保证了修改的共享资源后，会同步回主内存，做到了线程安全

综上：synchronized既实现了互斥性，也实现了可见性

3.3 volatile

使用场景

1. 通过共享变量控制其它线程
2. 加volatile修饰的变量所在的块不会进行指令重排优化（防止指令重排后，会出现抛空指针异常）

4. synchronzied与volatile比较

  volatile 使用简单，性能也好,但是由于上面提到的同步交互协议中的8不操作不是一个整体的原子操作，会出现数据不一致问题，所以如果要保证数据的可见性和一致性，就要用synchronzied了