一、volatile簡(jiǎn)介

Java語(yǔ)言規(guī)范第三版中對(duì)volatile的定義如下：

java編程語(yǔ)言允許線程訪問(wèn)共享變量，為了確保共享變量能被準(zhǔn)確和一致的更新，線程應(yīng)該確保通過(guò)排他鎖單獨(dú)獲得這個(gè)變量。Java語(yǔ)言提供了volatile，在某些情況下比鎖更加方便。如果一個(gè)字段被聲明成volatile，java線程內(nèi)存模型確保所有線程看到這個(gè)變量的值是一致的。

術(shù)語(yǔ)定義

實(shí)現(xiàn)原理

有volatile變量修飾的共享變量進(jìn)行寫操作的時(shí)候會(huì)將當(dāng)前處理器緩存行的數(shù)據(jù)寫回到系統(tǒng)內(nèi)存中，這個(gè)寫回內(nèi)存的操作會(huì)引起其它CPU里緩存的該內(nèi)存地址的數(shù)據(jù)無(wú)效。具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)參考這篇文章聊聊并發(fā)（一）深入分析Volatile的實(shí)現(xiàn)原理。

二、適用場(chǎng)景

volatile具有sychronized的可見性和有序性，但是不具備原子性。volatile的可見性確保了所有線程看到volatile聲明的共享變量值是最新的。另外在訪問(wèn)volatile聲明的變量時(shí)線程不會(huì)加鎖，也就不會(huì)引起線程的阻塞，這就使得相對(duì)于sychronized來(lái)說(shuō)它只是輕量級(jí)的同步機(jī)制。在某些情況下，如果讀操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于寫操作時(shí)，使用volatile能夠在性能上優(yōu)于鎖。舉個(gè)volatile不具備原子性的例子：

2.1 volatile非原子性代碼示例(不要這樣做)

package com.game.lll.syn;  
  
/** 
 * Volatile不具備原子性 
 * @author liulongling 
 * 
 */  
class VolatileExample3{  
  
    private volatile int count;  
      
    public void inc()  
    {  
        count++;  
    }  
  
  
    public static void main(String[] args) {  
        final VolatileExample3 test = new VolatileExample3();  
        for(int i=0;i<100000;i++){  
            new Thread(){  
                public void run() {  
                    test.inc();  
                };  
            }.start();  
        }  
  
        while(Thread.activeCount()>1)  //保證前面的線程都執(zhí)行完  
            Thread.yield();  
        System.out.println("count:"+test.count);  
    }  
}  

控制臺(tái)輸出：

count:99994

Volatile不具備原子性：在代碼第六行雖然使用了volatile來(lái)修飾count，但是從結(jié)果可以看出count++的次數(shù)等于99994，而我們預(yù)期的結(jié)果是100000.所以volatile不足以使自增count++原子化，除非你能保證只有一個(gè)線程對(duì)變量執(zhí)行寫操作。在上一篇文章中：原子性(一) 我對(duì)出現(xiàn)這種結(jié)果做過(guò)原因分析。

2.2 模式一：狀態(tài)標(biāo)志

package com.game.lll.syn;  
  
class VolatileExample2{  
    private volatile boolean isShuttingDown = false;   // 標(biāo)志服務(wù)是否正在關(guān)閉  
      
    public boolean isShuttingDown() {  
        return isShuttingDown;  
    }  
  
    public void userLogin()  
    {  
        if(isShuttingDown)  
        {  
            // 正在關(guān)服，拒絕登陸  
            return;  
        }  
        if(!isShuttingDown)  
        {  
            shutdown();  
        }  
        System.out.println(Thread.currentThread()+"玩家登錄");  
    }  
    /** 
     * 關(guān)閉服務(wù)(斷開所有與玩家的連接并且不接受新玩家連接，保存數(shù)據(jù)，關(guān)閉程序) 
     */  
    private void shutdown() {  
        // 停服處理  
        // 將在線玩家踢下線，并在關(guān)服過(guò)程中不接受新登陸需求  
        isShuttingDown = true;  
        System.out.println(Thread.currentThread()+"關(guān)閉服務(wù)器");  
    }  
  
    public static void main(String[] args) {  
        final VolatileExample2 test = new VolatileExample2();  
        for(int i=0;i<100000;i++){  
            new Thread(){  
                public void run() {  
                    test.userLogin();  
                };  
            }.start();  
        }  
  
        while(Thread.activeCount()>1)  //保證前面的線程都執(zhí)行完  
            Thread.yield();  
    }  
}  

控制臺(tái)輸出：

Thread[Thread-0,5,main]關(guān)閉服務(wù)器
Thread[Thread-0,5,main]玩家登錄

在游戲停服處理時(shí)，我們會(huì)聲明一個(gè)volatile修飾的bool變量。在上面例子已經(jīng)證明volatile不具有原子性，那么在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)當(dāng)線程一在執(zhí)行userLogin()過(guò)程中，線程二調(diào)用了shutdown()將isShuttingDown布爾變量設(shè)置為true。這時(shí)如果使用volatile ，線程二會(huì)馬上通知線程一isShuttingDown的狀態(tài)發(fā)生改變。

2.3 模式二：開銷較低的“讀-寫鎖” 策略

public synchronized void inc()  
{  
    count++;  
}  

控制臺(tái)輸出：

count:100000

在讀操作多余寫操作時(shí)，我們可以使用synchronized來(lái)保證inc的操作是原子的，并使用volatile保證當(dāng)前結(jié)果的可見性。這樣的策略不用每次在讀取count變量時(shí)只允許一個(gè)線程訪問(wèn)它，使得在性能上支持多線程的volatile性能更好一些。

另外volatile還適應(yīng)以下三個(gè)場(chǎng)景，詳細(xì)參考文章：http://blog.csdn.net/vking_wang/article/details/9982709#t5

只有滿足下面所有的標(biāo)準(zhǔn)后，你才能使用volatile變量：

• 寫入變量時(shí)并不依賴變量的當(dāng)前值；或者能夠確保只有單一的線程改變變量的值。
• 變量不需要與其他的狀態(tài)變量共同參與不變約束
• 訪問(wèn)變量時(shí)，沒(méi)有其它的原因需要加鎖

作者：小毛驢，一個(gè)Java游戲服務(wù)器開發(fā)者　原文地址：https://liulongling.github.io/