Java基础之Volatile原理

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计算机在执行程序时，每条指令都是在CPU中执行的，而执行指令过程中，势必涉及到数据 的读取和写入。由于程序运行过程中的临时数据是存放在主存（物理内存）当中的，这时就 存在一个问题，由于CPU执行速度很快，而从内存读取数据和向内存写入数据的过程跟CPU 执行指令的速度比起来要慢的多，因此如果任何时候对数据的操作都要通过和内存的交互来 进行，会大大降低指令执行的速度。因此在CPU里面就有了高速缓存。当程序在运行过程 中，会将运算需要的数据从主存复制一份到CPU的高速缓存当中，那么CPU进行计算时就可 以直接从它的高速缓存读取数据和向其中写入数据，当运算结束之后，再将高速缓存中的数 据刷新到主存当中。举个简单的例子，比如下面的这段代码：
i = i + 1;
当线程执行这个语句时，会先从主存当中读取 i 的值，然后复制一份到高速缓存当中， 然后 CPU 执行指令对 i 进行加1操作，然后将数据写入高速缓存，最后将高速缓存 中 i 最新的值刷新到主存当中。
这个代码在单线程中运行是没有任何问题的，但是在多线程中运行就会有问题了。在多核 CPU 中，每条线程可能运行于不同的 CPU 中，因此 每个线程运行时有自己的高速缓存（对 单核CPU来说，其实也会出现这种问题，只不过是以线程调度的形式来分别执行的）。比如 同时有两个线程执行这段代码，假如初始时 i 的值为 0 ，那么我们希望两个线程执行完之后i 的值变为2。但是事实会是这样吗？
可能出现这种情况：初始时，两个线程分别读取 i 的值存入各自所在的 CPU 的高速缓存当 中，然后 线程1 进行加1操作，然后把 i 的最新值1写入到内存。此时线程2的高速缓存当 中 i 的值还是0，进行加1操作之后， i 的值为1，然后线程2把i的值写入内存。最终结 果 i 的值是1，而不是2。这就是著名的缓存一致性问题。通常称这种被多个线程访问的变量 为共享变量。

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