volatile与JMM

Volatile 是Java 虚拟机提供的轻量级的同步机制

保证可见性
禁止指令排序
不保证原子性

JMM（Java Memory Model）内存模型本身是一种抽象的概念并不是真实存在，它描述的是一组规定或则规范，通过这组规范定义了程序中的访问方式。

JMM 同步规定

线程解锁前，必须把共享变量的值刷新回主内存
线程加锁前，必须读取主内存的最新值到自己的工作内存
加锁解锁是同一把锁

由于 JVM 运行程序的实体是线程，而每个线程创建时 JVM 都会为其创建一个工作内存，工作内存是每个线程的私有数据区域，而 Java 内存模型中规定所有变量的储存在主内存，主内存是共享内存区域，所有的线程都可以访问，但线程对变量的操作（读取赋值等）必须都在工作内存进行。

首先要将变量从主内存拷贝的自己的工作内存空间，然后对变量进行操作，操作完成后再将变量写回主内存，不能直接操作主内存中的变量，工作内存中存储着主内存中的变量副本拷贝，前面说过，工作内存是每个线程的私有数据区域，因此不同的线程间无法访问对方的工作内存，线程间的通信(传值)必须通过主内存来完成。

JMM三大特性：

可见性（volatile）

一旦有一个变量被修改，立刻通知所有其他线程更新这个变量的副本

原子性

保持数据的完整一致性。某个线程正在工作时，中间不可被分割，需要整体完整。要么同时成功，要么同时失败。（volatile不保证原子性，可用AtomicInteger）

有序性

volatile使用场景：

单例问题：

public class Singleton02 {

　　private static volatile Singleton02 instance = null;

　　private Singleton02() {
　　　　System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "  construction...");
　　}

　　public static Singleton02 getInstance() {
　　　　if (instance == null) {
　　　　　　synchronized (Singleton01.class) {
　　　　　　　　if (instance == null) {
　　　　　　　　　　instance = new Singleton02();
　　　　　　　　}
　　　　　　}　　
　　　　}
　　　　return instance;
　　}
}

双端检锁（有指令重排问题），原因是在于某一个线程执行到第一次检测，读取到的 instance 不为 null 时，instance 的引用对象可能还没有完成初始化。

instance = new Singleton() 可以分为以下三步完成

1
2
3

memory = allocate();  // 1.分配对象空间
instance(memory);     // 2.初始化对象
instance = memory;    // 3.设置instance指向刚分配的内存地址，此时instance != null

步骤 2 和步骤 3 不存在依赖关系，而且无论重排前还是重排后程序的执行结果在单线程中并没有改变，因此这种优化是允许的。

发生重排

1
2
3

memory = allocate();  // 1.分配对象空间
instance = memory;    // 3.设置instance指向刚分配的内存地址，此时instance != null，但对象还没有初始化完成
instance(memory);     // 2.初始化对象

所以不加 volatile 返回的实例不为空，但可能是未初始化的实例

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