图解volatile

　　volatile是什么

　　　　出去面试的时候，很多面试官都会问你：说说你对volatile的理解。

　　　　下面我将用图的方式告诉大家，volatile是什么？

　　　　

　　　　如上图所示：每个线程都有自己的工作内存，同时还能访问共享内存。

　　　　当两个线程，他们的代码都i需要读取X的值时候，　那么他都会从主内存里加载X变量到自己的工作内存，然后才可以使用X。

　　　　这样，在线程的代码运行过程中，对X的值就可以直接从工作内存中加载了，不需要再从主内存中加载了。

　　　　那么问题来了，为啥每次一定要让线程从工作内存的来读取变量的副本呢，而不是直接去读取共享内存的变量值X不行吗？

　　　　　　因为线程运行的代码是对应一些指令，是CPU执行的，但是CPu每次执行指令运算，也就是执行我们写的那一大坨代码的时候，是要每次修改这个变量的值的，都是从主内存加载，性能会变差。

　　　　　　线程内有自己的工作内存的概念，类似于一个本地的缓存，性能会很大提升。

　　　　我们来设想一下，如果线程一，修改了X的值为1，然后将这个修改写入自己的工作内存，那么此时线程1的工作内存值为1.

　　　　而主内存的X还是0，线程2的X还是0，怎么办呢？

　　　　

　　　　如上图所示，线程1和线程2其实都在操作X，但是线程1修改了X，线程2看不到，一直都是看到自己本地工作内存中一个副本的值！

　　　　这就是Java并发编程的可见性问题：

　　　　多个线程并发读写一个共享变量的时候，有可能某个线程修改了变量的值，但是其他线程看不到，也就是对其他线程不可见。

　　volatile的作用及背后的原理

　　　　要解决并发编程中的可见性问题，那要怎么办呢，你只要给这个变量定义的加上一个volatile，那么就可以解决了。

　　　　volatile的作用啥是？

　　　　　　1、一旦X变量定义了volatile来修饰的话，那么线程1，只要修改了X的值，就会在修改完自己工作内存的X变量之后，强制将这个X的值刷新到主内存，必须让主内存的值变成最新的值，整个过程如下图所示：

　　　　　　2、其二，如果此时有别的线程的工作内存中有这个X变量的本地缓存，也就是一个变量副本的话，那么会让其他线程的工作内存X变量缓存直接失效过期，不允许再次读取和使用，如下图所示：

　　　　　　3、如果线程2在代码运行中，再次需要读取X变量的值，那么尝试从本地工作内存读取，会发现这个X=0已经过期了。

　　　　　　也就是必须重新从主内存中加载变量最新的值，那么不就可以读取到X=1的最新的值，整个过程如下图所示：

　　　　对于一个变量加了volatile关键字修饰之后，只要一个线程修改了这个变量的值，立马会强制刷新回主内存，接着强制过期其他线程的工作内存的缓存，最后其他线程读取变量的时候，强制从主内存加载最新的值。

　　　　这样就保证了，任何一个线程修改了变量的值，其他线程立马就可以看见了。

　　总结&提醒

　　　　volatile的主要作用还是保证可见性以及有序性。

　　　　有序性涉及到指令重排，内存屏障等概念，但是volatile还是不能保证原子性的。

　　　　也就是说，volatile主要解决一个线程修改了变量的值后，其他线程可以立马读取到最新的值。

　　　　但是如果多个线程同时修改一个变量的值，那还是会可能出现多线程并发安全问题，导致数据修改错乱，也就是说volatile是不负责解决这个问题，也就是不负责解决原子性问题。

　　　　原子性问题主要依靠synchronized,ReentrantLock等加锁机制来解决。