volatile字面有“易揮發(fā)”的意思，引申開來就是有“不穩(wěn)定”的意思梆暖。volatile?關(guān)鍵字用于修飾共享可變變量伞访，即沒有使用?final?關(guān)鍵字修飾的實(shí)例變量或靜態(tài)變量，相應(yīng)的變量就被稱為?volatile?變量轰驳。

volatile關(guān)鍵字表示被修飾的變量的值容易變化（?即被其他線程更改?）厚掷。因而不穩(wěn)定。

volatile變量的不穩(wěn)定性意味著對這種變量的讀和寫操作都必須從高速緩存或者主內(nèi)存级解。（也是通過高速緩存讀让昂凇）中讀取，以讀取變量的相對新值勤哗。因此抡爹，volatile變量不會被編譯器分配到寄存器進(jìn)行存儲，對?volatile?變量的讀寫操作都是內(nèi)存訪問（?訪問高速緩存相當(dāng)于主內(nèi)存?）操作俺陋。

volatile關(guān)鍵字常被稱為輕量級鎖?豁延，其作用與鎖的作用有相同的地方：保證可見性和有序性。所不同的是腊状，在原子性方面它僅能保障寫?volatile?變量操作的原子性诱咏，但沒有鎖的排他性；其次缴挖，volatile?關(guān)鍵字的使用不會引起上下文切換（?這是?volatile?被冠以?“輕量級”?的原因?）袋狞。因此，volatile?更像是一個(gè)輕量級簡易（?功能比鎖有限?）鎖映屋。

volatile的作用

volatile關(guān)鍵字的作用包括：保障可見性苟鸯、保障有序性和保障?long/double?型變量讀寫?操作的原子性。volatile?關(guān)鍵宇能夠保障對?long/double?型變量的寫操作具有原子性棚点。在?Java?語言中早处，?對?long?型和?double?型以外的任何類型的變量的寫操作都是原子操作√蔽觯考慮到某些?32?位?Java?虛擬機(jī)上對?long/double?型變量進(jìn)行的寫操作可能不具有原子性砌梆，Java?語言規(guī)范特別地規(guī)定對?long/double?型?volatile?變量的寫操作和讀操作也具有原子性。

但是贬循，volatile僅僅保障對其修飾的變量的寫操作（?以及讀操作?）本身的原子性?咸包，而這并不表示對?volatile?變量的賦值操作一定具有原子性。例如杖虾，如下對volatile?變量?count1的賦值操作并不是原子操作：

count1?=?count2??+?1;

如果變量count2也是一個(gè)共享變量烂瘫，那么該賦值操作實(shí)際上是一個(gè)read-modify-write?操作。其執(zhí)行過程中其他線程可能已經(jīng)更新了?count2?的值奇适，因此該操作不具備不可分割性坟比，也就不是原子操作芦鳍。如果變量count2?是一個(gè)局部變量，那么該賦值操作就是一個(gè)原子操作温算。

一般而言怜校，對volatile變量的賦值操作间影，其右邊表達(dá)式中只要涉及共享變量?（?包括被賦值的?volatile?變量本身?）注竿，那么這個(gè)賦值操作就不是原子操作。要保障這樣操作的原子性魂贬，?我們?nèi)匀恍枰柚i巩割。

寫線程對volatile變量的寫操作會產(chǎn)生類似于釋放鎖的效果。讀線程對?volatile?變量的讀操作會產(chǎn)生類似于獲得鎖的效果付燥。因此宣谈，volatile具有保障有序性和可見性的作用。

對于volatile變量的寫操作键科，Java?虛擬機(jī)會在該操作之前插入一個(gè)釋放屏障闻丑，并在該?操作之后插入一個(gè)存儲屏障，如圖所示勋颖。

其中嗦嗡，釋放屏障禁止了volatile寫操作與該操作之前的任何讀、寫操作進(jìn)行重排序饭玲，?從而保證了?volatile?寫操作之前的任何讀侥祭、寫操作會先于?volatile?寫操作被提交，即其他線程看到寫線程對?volatile?變量的更新時(shí)茄厘，寫線程在更新?volatile?變量之前所執(zhí)行的內(nèi)存操作的結(jié)果對于讀線程必然也是可見的矮冬。這就保障了讀線程對寫線程在更新?volatile?變量前對共享變量所執(zhí)行的更新操作的感知順序與相應(yīng)的源代碼順序一致，即保障了有序性次哈。

volatile雖然能夠保障有序性胎署，但是它不像鎖那樣具備排他性，所以并不能保障其他操作的原子性窑滞，而只能夠保障對被修飾變量的寫操作的原子性琼牧。因此，volatile?變量寫操作之前的操作如果涉及共享可變變量葛假，那么競態(tài)仍可能產(chǎn)生障陶。這是因?yàn)楣蚕碜兞勘毁x值給?volatile?變量的時(shí)候其他線程可能已經(jīng)更新了該共享變量的值。

存儲屏障具有沖刷處理器緩存的作用聊训，因此在volatile變量寫操作之后插入的一個(gè)存儲屏障就使得該存儲屏障前所有操作的結(jié)果（?包括?volatile?變量寫操作及該操作之前的任何操作?）對其他處理器來說是可同步的抱究。

對于volatile變量讀操作，Java虛擬機(jī)會在該操作之前插入一個(gè)加載屏障?（?Load?Barrier?）带斑，并在該操作之后插入一個(gè)獲取屏障（Acquire?Barrier）鼓寺，如圖所示勋拟。

其中，加載屏障通過刷新處理器緩存妈候，使其執(zhí)行線程（讀線程）所在的處理器將其他處理器對共享變量（可能是多個(gè)變量）所做的更新同步到該處理器的高速緩存中敢靡。讀線程執(zhí)行的加載屏障和寫線程執(zhí)行的存儲屏障配合在一起使得寫線程對volatile變量的寫操作以及在此之前所執(zhí)行的其他內(nèi)存操作的結(jié)果對讀線程可見即保障了可見性。因此苦银，volatile?不僅僅保障了?volatile?變量本身的可見性啸胧，還保障了寫線程在更新?volatile??變量之前執(zhí)行的所有操作的結(jié)果對讀線程可見。這種可見性保障類似于鎖對可見性的保障幔虏，與鎖不同的是?volatile不具備排他性?纺念，因而它不能保障讀線程讀取到的這些共享變量的值是最新的，即讀線程讀取到這些共享變量的那一刻可能已經(jīng)有其他寫線程更新了這些共享變量的值想括。另外陷谱，獲取屏障禁止了?volatile?讀操作之后的任何讀、寫操作與?volatile?讀操作進(jìn)行重排序瑟蜈。?因此它保障了?volatile?讀操作之后的任何操作開始執(zhí)行之前烟逊，寫線程對相關(guān)共享變量（包括?volatile?變量和普通變量）的更新已經(jīng)對當(dāng)前線程可見。

另外铺根，volatile關(guān)鍵字也可以被看作給?JIT?編譯器的一個(gè)提示宪躯，它相當(dāng)于告訴?JIT?編譯器相應(yīng)變量的值可能被其他處理器更改，從而使JIT編譯器不會對相應(yīng)代碼做出一些優(yōu)化而導(dǎo)致可見性問題夷都。volatile?在有序性保障方面也可以從禁止重排序的角度理解眷唉，即volatile?禁止了如下重排序?：寫?volatile?變量操作與該操作之前的任何讀?、寫操作不會被重排序囤官；?讀?volatile?變量操作與該操作之后的任何讀冬阳、寫操作不會被重排序。

綜上所述党饮，我們知道volatile關(guān)鍵字的作用體現(xiàn)在對其所修飾的變量的讀?肝陪、寫操作上。

如果被修飾的變量是個(gè)數(shù)組刑顺，那么volatile關(guān)鍵字只能夠?qū)?shù)組引用本身的操作（?讀取數(shù)組引用和更新數(shù)組引用?）起作用氯窍，而無法對數(shù)組元素的操作（?讀取?、更新數(shù)組元素?）起作用蹲堂。

對數(shù)組的操作可分為讀取數(shù)組元素狼讨、寫數(shù)組元素和讀取數(shù)組引用這幾種類型：

在上述操作中，類型①操作可以分解為兩個(gè)子步驟：先讀取數(shù)組引用?anArray?柒竞，?接著讀取數(shù)組中的第?0?個(gè)元素政供。這里，第1個(gè)子步驟實(shí)際上是讀取一個(gè)引用（?相當(dāng)于相應(yīng)數(shù)組的內(nèi)存地址，或者干脆理解為?C?語言中的指針）布隔，該子步驟是個(gè)?volatile??變量讀取操作离陶，它保障了當(dāng)前線程能夠讀取到數(shù)組引用本身的相對新值；而第?2?個(gè)子步驟則是在指定的數(shù)組引用?（?內(nèi)存地址?）?基礎(chǔ)上計(jì)算偏移量來讀取數(shù)組元素衅檀，它與?volatile關(guān)鍵字沒有關(guān)系招刨。?因此，它不能保障其讀取到的值是相對新值哀军。也就是說沉眶，在類型①操作中，volatile關(guān)鍵字起到的作用是保障當(dāng)前線程能夠讀取到的數(shù)組引用的相對新值排苍，這個(gè)值僅僅代表相應(yīng)數(shù)組的內(nèi)存地址而己沦寂，而該操作所讀取到的數(shù)組元素值是否是相對新值則無法通過?volatile?關(guān)鍵字保障学密。類似地淘衙，在類型②操作中，volatile關(guān)鍵字起到的作用只是保障讀取到的數(shù)組引用是一個(gè)相對新值腻暮，而對相應(yīng)數(shù)組元素的寫操作則沒有可見性保障彤守。類型③的操作是將一個(gè)數(shù)組的引用寫入另外一個(gè)數(shù)組?，這相當(dāng)于更新另外一個(gè)數(shù)組的引用?（?內(nèi)存地址?）哭靖，?這里的賦值操作是能夠觸發(fā)volatile關(guān)鍵字的所有作用的具垫。

如果要使對數(shù)組元素的讀、寫操作也能夠觸發(fā)volatile關(guān)鍵字的作用试幽，那么我們可以使用類?AtomiclntegerArray?筝蚕、AtomicLongArray?和?AtomicReferenceArray。

類似地铺坞，對于引用型volatile變量起宽，volatile?關(guān)鍵字只是保證讀線程能夠讀取到一個(gè)指向?qū)ο蟮南鄬π碌膬?nèi)存地址（引用），而這個(gè)內(nèi)存地址指向的對象的實(shí)例／靜態(tài)變量值是否是相對新的則沒有保障济榨。

volatile變量的開銷

volatile變量的開銷包括讀變量和寫變量兩個(gè)方面坯沪。volatile?變量的讀?、寫操作都不會導(dǎo)致上下文切換擒滑。因此?volatile?的開銷比鎖要小腐晾。寫一個(gè)?volatile?變量會使該操作以及該操作之前的任何寫操作的結(jié)果對其他處理器是可同步的，因此?volatile?變量寫操作的成本介于普通變量的寫操作和在臨界區(qū)內(nèi)進(jìn)行的寫操作之間丐一。讀取?volatile?變量的成本也比在臨界區(qū)中讀取變量要低（沒有鎖的申請與釋放以及上下文切快的開銷）藻糖。但是其成本可能比讀取普通變量要高一些。這是因?yàn)?volatile?變量的值每次都需要從高速緩存或者主內(nèi)存中讀取库车，而無法被暫存在寄存器中巨柒，從而元法發(fā)揮訪問的高效性。

volatile的典型應(yīng)用場景與實(shí)戰(zhàn)案例

volatile除了用于保障?long/double?型變量的讀、寫操作的原子性潘拱，其典型使用場景還包括以下幾個(gè)方面疹鳄。

·場景一?使用??volatile?變量作為狀態(tài)標(biāo)志。在該場景中芦岂，應(yīng)用程序的某個(gè)狀態(tài)由一個(gè)線程設(shè)置瘪弓，其他線程會讀取該狀態(tài)并以該狀態(tài)作為其計(jì)算的依據(jù)（?或者僅僅讀取并輸出這個(gè)狀態(tài)值。此時(shí)使用?volatile變量作為同步機(jī)制的好處是一個(gè)線程能夠?“通知”?另外一個(gè)線程某種事件（?例如禽最，網(wǎng)絡(luò)連接斷連之后重新連上）的發(fā)生腺怯，而這些線程又無須因此而使用鎖，從而避免了鎖的開銷以及相關(guān)問題川无。

·場景二??使用?volatile??保障可見性呛占。在該場景中，多個(gè)線程共享一個(gè)可變狀態(tài)變量?懦趋，其中一個(gè)線程更新了該變量之后晾虑。其他線程在元須加鎖的情況下也能夠看到該更新。

·場景三?使用?volatile變量替代鎖仅叫。volatile?關(guān)鍵字并非鎖的替代品帜篇，但是在一定的條件下它比鎖更合適?（?性能開銷小?、代碼簡單?）诫咱。多個(gè)線程共享一組可變狀態(tài)變量的時(shí)候笙隙，通常我們需要使用鎖來保障對這些變量的更新操作的原子性，以避免產(chǎn)生數(shù)據(jù)不一致問題坎缭。利用?volatile?變量寫操作具有的原子性?竟痰，我們可以把這一組可變狀態(tài)變量封裝成一個(gè)對象，那么對這些狀態(tài)變量的更新操作就可以通過創(chuàng)建一個(gè)新的對象并將該對象引用賦值給相應(yīng)的引用型變量來實(shí)現(xiàn)掏呼。在這個(gè)過程中坏快，?volatile?保障了原子性和可見性。從而避免了鎖的使用哄尔。