挥发性(vɒlətʌɪl):在常温下容易挥发

关于volatile的重要一点:

Synchronization in Java is possible by using Java keywords synchronized and volatile and locks. In Java, we can not have synchronized variable. Using synchronized keyword with a variable is illegal and will result in compilation error. Instead of using the synchronized variable in Java, you can use the java volatile variable, which will instruct JVM threads to read the value of volatile variable from main memory and don’t cache it locally. If a variable is not shared between multiple threads then there is no need to use the volatile keyword.

源

volatile用法示例:

public class Singleton {
    private static volatile Singleton _instance; // volatile variable
    public static Singleton getInstance() {
        if (_instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (_instance == null)
                    _instance = new Singleton();
            }
        }
        return _instance;
    }
}

我们在第一个请求到来时惰性地创建实例。

如果我们不使_instance变量为volatile，那么创建Singleton实例的线程就不能与其他线程通信。因此，如果线程A正在创建单例实例，在创建后，CPU损坏等，所有其他线程将无法看到_instance的值不为空，他们将认为它仍然被分配为空。

为什么会发生这种情况?因为读线程不做任何锁，直到写线程从同步块中出来，内存不会被同步，_instance的值也不会在主存中更新。使用Java中的Volatile关键字，这是由Java本身处理的，这样的更新将对所有读取线程可见。

结论:volatile关键字也用于线程之间的内存内容通信。

without volatile的用法示例:

public class Singleton {    
    private static Singleton _instance;   //without volatile variable
    public static Singleton getInstance() {   
        if (_instance == null) {  
            synchronized(Singleton.class) {  
                if (_instance == null) 
                    _instance = new Singleton(); 
            } 
        }
        return _instance;  
    }
}

The code above is not thread-safe. Although it checks the value of instance once again within the synchronized block (for performance reasons), the JIT compiler can rearrange the bytecode in a way that the reference to the instance is set before the constructor has finished its execution. This means the method getInstance() returns an object that may not have been initialized completely. To make the code thread-safe, the keyword volatile can be used since Java 5 for the instance variable. Variables that are marked as volatile get only visible to other threads once the constructor of the object has finished its execution completely. Source

Java中不稳定的用法:

快速失败迭代器通常使用list对象上的volatile计数器实现。

当列表更新时，计数器会递增。 创建Iterator时，计数器的当前值嵌入到Iterator对象中。 当执行Iterator操作时，该方法比较两个计数器值，如果不相同则抛出ConcurrentModificationException异常。

故障安全迭代器的实现通常是轻量级的。它们通常依赖于特定列表实现的数据结构的属性。没有一般的模式。

如果您有一个多线程系统，这些多线程处理一些共享数据，这些线程将在它们自己的缓存中加载数据。如果我们不锁定资源，在一个线程中所做的任何更改都不会在另一个线程中可用。

使用锁定机制，我们可以添加对数据源的读/写访问。如果一个线程修改了数据源，该数据将存储在主存中而不是它的缓存中。当其他线程需要这个数据时，它们将从主存中读取它。这将显著增加延迟。

为了减少延迟，我们将变量声明为volatile。这意味着无论何时变量的值在任何处理器中被修改，其他线程都将被迫读取它。它仍然有一些延迟，但比从主存中读取要好。

Volatile变量是轻量级同步。当所有线程之间的最新数据可见性是必需的，并且原子性可能会受到损害时，在这种情况下，Volatile变量必须是首选。对volatile变量的读取总是返回任何线程最近完成的写操作，因为它们既不缓存在寄存器中，也不缓存在其他处理器看不到的缓存中。Volatile是无锁的。当场景满足上面提到的条件时，我使用volatile。

下面是一个非常简单的代码，演示了volatile for variable的需求，它用于从其他线程控制线程执行(这是需要volatile的一个场景)。

// Code to prove importance of 'volatile' when state of one thread is being mutated from another thread.
// Try running this class with and without 'volatile' for 'state' property of Task class.
public class VolatileTest {
    public static void main(String[] a) throws Exception {
        Task task = new Task();
        new Thread(task).start();

        Thread.sleep(500);
        long stoppedOn = System.nanoTime();

        task.stop(); // -----> do this to stop the thread

        System.out.println("Stopping on: " + stoppedOn);
    }
}

class Task implements Runnable {
    // Try running with and without 'volatile' here
    private volatile boolean state = true;
    private int i = 0;

    public void stop() {
        state = false;
    } 

    @Override
    public void run() {
        while(state) {
            i++;
        }
        System.out.println(i + "> Stopped on: " + System.nanoTime());
    }
}

当不使用volatile时:即使在“stop on: xxx”之后，你也永远不会看到“Stopped on: xxx”消息，并且程序继续运行。

Stopping on: 1895303906650500

当使用volatile时:你会立即看到'Stopped on: xxx'。

Stopping on: 1895285647980000
324565439> Stopped on: 1895285648087300

演示:https://repl.it/repls/SilverAgonizingObjectcode

用volatile关键字声明的变量有两个主要特性，这使得它很特殊。

如果我们有一个易失性变量，它不能被任何线程缓存到计算机的(微处理器)缓存内存中。访问总是发生在主存中。 如果对一个易失性变量正在进行写操作，并且突然请求了一个读操作，那么可以保证写操作将在读操作之前完成。

以上两个品质推断了这一点

所有读取volatile变量的线程肯定会读取最新的值。因为没有缓存值可以污染它。而且读请求只有在当前写操作完成后才会被授予。

另一方面，

如果我们进一步研究我提到的#2，我们可以看到volatile关键字是维护一个共享变量的理想方法，它有n个读线程，只有一个写线程可以访问它。一旦我们添加了volatile关键字，就完成了。没有任何线程安全方面的开销。

交谈,

我们不能仅仅使用volatile关键字来满足有多个写入线程访问它的共享变量。

The volatile key when used with a variable, will make sure that threads reading this variable will see the same value . Now if you have multiple threads reading and writing to a variable, making the variable volatile will not be enough and data will be corrupted . Image threads have read the same value but each one has done some chages (say incremented a counter) , when writing back to the memory, data integrity is violated . That is why it is necessary to make the varible synchronized (diffrent ways are possible)

如果修改是由一个线程完成的，而其他线程只需要读取这个值，则volatile将是合适的。