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一、什么是volatile

volatile是Java提供的一种轻量级的同步机制。Java 语言包含两种内在的同步机制：同步块（或方法）和 volatile 变量，相比synchronized的加锁方式来解决共享变量的内存可见性问题，volatile就是更轻量的选择，他没有上下文切换的额外开销成本。使用volatile声明的变量，可以确保值被更新的时候对其他线程立刻可见，简单来说就是，会导致其他CPU中对应的缓存值无效。volatile使用内存屏障来保证不会发生指令重排，解决了内存可见性的问题。但是volatile 变量的同步性较差（有时它更简单并且开销更低），而且其使用也更容易出错。

二、volatile原理

线程都是从主内存中读取共享变量到工作内存来操作，完成之后再把结果写会主内存，但是这样就会带来可见性问题。举个例子，假设现在我们是两级缓存的双核CPU架构，包含L1、L2两级缓存。
（1）线程1首先获取变量X的值，由于最初两级缓存都是空，所以直接从主内存中读取X，假设X初始值为0，线程1读取之后把X值都修改为1，同时写回主内存。这时候缓存和主内存的情况如下图。

（2）线程2也同样读取变量X的值，由于L2缓存已经有缓存X=1，所以直接从L2缓存读取，之后线程2把X修改为2，同时写回L2和主内存。这时候的X值入下图所示。

这时候线程1如果再想获取变量X的值，因为L1缓存已经有x=1了，所以这时候变量内存不可见问题就产生了，线程2将X修改为2对线程1来说没有感知，就是线程1不知道这时候X的值已经变成2了。
但是，如果X变量用volatile修饰的话，当线程1再次读取变量X的话，CPU就会根据缓存一致性协议强制线程1重新从主内存加载最新的值到自己的工作内存，而不是直接用缓存中的值。

在JVM底层volatile是采用内存屏障来实现的。内存屏障会提供3个功能：
（1）它确保指令重排序时不会把其后面的指令排到内存屏障之前的位置，也不会把前面的指令排到内存屏障的后面；即在执行到内存屏障这句指令时，在它前面的操作已经全部完成；简单来说就是，执行到volatile变量时，其前面的所有语句都执行完，后面所有语句都未执行。且前面语句的结果对volatile变量及其后面语句可见。
（2）它会强制将对缓存的修改操作立即写入主存；
（3）如果是写操作，它会导致其他CPU中对应的缓存行无效。确保值被更新的时候对其他线程立刻可见。

此篇文章为学习笔记，是对别人知识的理解，加上自己的一些个人理解汇聚而成。若有侵权联系删除。写作不易，望好兄弟们来个三连支持。感激不尽
注：原文出处为https://mp.weixin.qq.com/s/-xFSHf7Gz3FUcafTJUIGWQ