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。

虽然我在这里提到的答案中看到了许多很好的理论解释，但我在这里添加了一个实际的例子来解释:

1.

代码在不使用volatile的情况下运行

public class VisibilityDemonstration {

private static int sCount = 0;

public static void main(String[] args) {
    new Consumer().start();
    try {
        Thread.sleep(100);
    } catch (InterruptedException e) {
        return;
    }
    new Producer().start();
}

static class Consumer extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        int localValue = -1;
        while (true) {
            if (localValue != sCount) {
                System.out.println("Consumer: detected count change " + sCount);
                localValue = sCount;
            }
            if (sCount >= 5) {
                break;
            }
        }
        System.out.println("Consumer: terminating");
    }
}

static class Producer extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        while (sCount < 5) {
            int localValue = sCount;
            localValue++;
            System.out.println("Producer: incrementing count to " + localValue);
            sCount = localValue;
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                return;
            }
        }
        System.out.println("Producer: terminating");
    }
}
}

在上面的代码中，有两个线程——生产者和消费者。

生产者线程在循环中迭代5次(睡眠时间为1000毫秒或1秒)。在每次迭代中，生产者线程将sCount变量的值增加1。因此，在所有迭代中，生产者将sCount的值从0更改为5

使用者线程处于一个常量循环中，每当sCount的值发生变化时，它就会打印，直到值达到5为止。

两个循环同时开始。因此，生产者和消费者都应该将sCount的值打印5次。

输出

Consumer: detected count change 0
Producer: incrementing count to 1
Producer: incrementing count to 2
Producer: incrementing count to 3
Producer: incrementing count to 4
Producer: incrementing count to 5
Producer: terminating

分析

In the above program, when the producer thread updates the value of sCount, it does update the value of the variable in the main memory(memory from where every thread is going to initially read the value of variable). But the consumer thread reads the value of sCount only the first time from this main memory and then caches the value of that variable inside its own memory. So, even if the value of original sCount in main memory has been updated by the producer thread, the consumer thread is reading from its cached value which is not updated. This is called VISIBILITY PROBLEM .

2.

代码使用volatile运行

在上面的代码中，用下面的代码替换声明了sCount的代码行:

private volatile  static int sCount = 0;

输出

Consumer: detected count change 0
Producer: incrementing count to 1
Consumer: detected count change 1
Producer: incrementing count to 2
Consumer: detected count change 2
Producer: incrementing count to 3
Consumer: detected count change 3
Producer: incrementing count to 4
Consumer: detected count change 4
Producer: incrementing count to 5
Consumer: detected count change 5
Consumer: terminating
Producer: terminating

分析

当我们声明一个变量为volatile时，这意味着所有对这个变量的读写操作都将直接进入主存。这些变量的值永远不会被缓存。

由于sCount变量的值永远不会被任何线程缓存，消费者总是从主内存中读取sCount的原始值(在那里由生产者线程更新)。因此，在这种情况下，输出是正确的，两个线程都打印了5次不同的sCount值。

通过这种方式，volatile关键字解决了可见性问题。

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。

Volatile具有内存可见性的语义。基本上，volatile字段的值在写操作完成后对所有读取器(特别是其他线程)可见。如果没有volatile，读者可以看到一些未更新的值。

回答您的问题:是的，我使用一个volatile变量来控制某些代码是否继续循环。循环测试易变值，如果为真则继续。可以通过调用“stop”方法将条件设置为false。循环看到false，并在stop方法完成执行后测试该值时终止。

我强烈推荐的《Java并发实践》一书对volatile做了很好的解释。这本书的作者与问题中提到的IBM文章的作者是同一人(事实上，他在那篇文章的末尾引用了他的书)。我对volatile的使用被他的文章称为“模式1状态标志”。

如果您想了解更多关于volatile在底层是如何工作的，请阅读Java内存模型。如果你想超越这个层次，看看像Hennessy & Patterson这样的优秀计算机体系结构书籍，阅读关于缓存一致性和缓存一致性的内容。

从oracle文档页，需要volatile变量来修复内存一致性问题:

使用易失性变量可以降低内存一致性错误的风险，因为对易失性变量的任何写入都会与该变量的后续读取建立happens-before关系。

这意味着对volatile变量的更改总是对其他线程可见。这也意味着当线程读取一个volatile变量时，它不仅看到了volatile的最新更改，还看到了导致更改的代码的副作用。

正如在Peter Parker的回答中解释的那样，在没有volatile修饰符的情况下，每个线程的堆栈都可能有自己的变量副本。通过将变量设置为volatile，可以修复内存一致性问题。

为了更好地理解，请查看jenkov教程页面。

看一下相关的SE问题，了解更多关于volatile的细节和使用volatile的用例:

Java中volatile和synchronized的区别

一个实际的用例:

你有很多线程，它们需要以特定的格式打印当前时间，例如:java.text.SimpleDateFormat("HH-mm-ss")。可以有一个类，它将当前时间转换为SimpleDateFormat，并每一秒更新一次变量。所有其他线程都可以使用这个易失性变量在日志文件中打印当前时间。

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。