JAVA 多线程随笔 (一) 可见性和volatile关键字

 // 先上代码
 1 public class NoVisibility {
     private static boolean ready;
     private static int number;
     
     private static class ReaderThread extends Thread {
         public void run() {
             while(!ready) {
                 Thread.yield();
             }
             System.out.println(number);
         }
     }

     public static void main(String[] args) {
         new ReaderThread().start();
         number = 100;
         ready = true;
     }
 }

上边的代码，如果直接运行，main进程首先开始ReaderThread进程，再去设置ready为true。

直观感受应该是当main进程将ready设为true后，ReaderThread进程就会跳出while循环，从而输出number值100。

但实际上，程序可能一直无限循环，或是输出的值为0. 因为这里没有用到同步机制，main进程写的ready和number值，不能保证ReaderThread看到。

为什么？

这里在多线程的背景下，JVM可能会进行底层的字节代码的优化和重排序，所以developer如果没有设计合理的同步机制，就不能确保代码的执行顺序是按照你所写的那样。

怎么做？

最基本的方法，就是用Locking机制，分别在读取和设置变量的方法上设置同一个锁，这就能保证 变量在进程A释放锁前的改动， 进程B在获得锁（同一个锁）后也能读取到。

另外一种常见的方法，就是将 可能被不同的进程读取的变量用volatile修饰，volatile可以近似看作一种轻量级的同步机制。 此外volatile用来告诉编译器和运行库这个变量会在多个进程间共享，

不要将它缓存在寄存器或是其他进程看不到的cache里。

需要注意的是volatile只能保证可见性，不能保证原子性（比如 volatile int a = 0; a++;  两个进程可能都同时读到0），所以它是轻量级的同步机制。

volatile的实现原理

　　如果大家有兴趣查看代码JIT生成后的汇编指令，会发现针对volatile的变量的写操作，会有一个Lock指令，这是用来实现内存屏障的，保证如果一个处理器修改了变量值，会直接将值写回到内存，其他的处理器对应的缓存也会失效，需要重新从内存中读取，这样就保证所有的处理器读到的值，都是最近的变量值。