四、Volatile變量的使用

　　volatile變量的讀寫(xiě)對(duì)所有線程立即可見(jiàn)

　　只是讀和寫(xiě)一步，復(fù)雜的運(yùn)算不能保證對(duì)其他線程可見(jiàn)，因?yàn)閺?fù)雜的運(yùn)算可能會(huì)被編譯成多條指令，JMM只保證，volatile變量從工作內(nèi)存寫(xiě)回到主存是對(duì)其他線程可見(jiàn)的。先看一個(gè)具體的例子。

　　static volatile int i = 0;

　　// -XX：+PrintGC

　　// -XX：+PrintGCDetails

　　// -Xms20m

　　// -Xmn10m

　　// -Xmx20m

　　// -XX：+UseSerialGC

　　// -XX:MaxTenuringThreshold=15

　　// -XX：-HandlePromotionFailure

　　// -XX：+PrintHeapAtGC

　　public static void main（String［］ args） {

　　int a = i++;

　　}1234567891011121314

　　編譯后的指令

　　JMM只是能夠保證（并不一定能夠保證，但是一條字節(jié)碼的指令也是由若干機(jī)器指令完成的，但是能夠說(shuō)明問(wèn)題了）getstatic 和 putstatic volatile變量的時(shí)候是原子的，至于中間的一些列操作，并不能夠保證再次期間沒(méi)有其他線程對(duì)i操作生成臟數(shù)據(jù)。也就是，JMM保證get操作的值是當(dāng)前內(nèi)存中最新的，以及put之后內(nèi)存中i的對(duì)其他內(nèi)存可見(jiàn)。

　　禁止指令的重排序

　　這一點(diǎn)，《java并發(fā)編程的藝術(shù)》一書(shū)中講的比較詳細(xì)。

　　重排序分為編譯器重排序和處理器重排序。為了實(shí)現(xiàn)volatile內(nèi)存語(yǔ)義，JMM會(huì)分別限制這兩種類型的重排序類型。JMM針對(duì)編譯器制定的volatile重排序規(guī)則見(jiàn)下表。

　　個(gè)人總結(jié)來(lái)說(shuō)，

　　volatile的讀下面的任何操作都不能重排序到volatile讀操作的上方，volatile上面的普通讀寫(xiě)可重排序到下方。

　　volatile的寫(xiě)上面的任何操作都不能重排序到volatile寫(xiě)操作的下方，volatile下面的普通讀寫(xiě)可重排序到上方。

　　任何兩個(gè)volatile的讀寫(xiě)順序不能重排。

　　為了實(shí)現(xiàn)上述的volatile的內(nèi)存語(yǔ)義，編譯器在生成字節(jié)碼時(shí)，會(huì)在指令序列中插入內(nèi)存屏障來(lái)禁止特定類型的處理器重排序。（StoreStore等屏障的介紹見(jiàn)文章最后）

　　在每個(gè)volatile寫(xiě)操作的前面插入一個(gè)StoreStore屏障。

　　在每個(gè)volatile寫(xiě)操作的后面插入一個(gè)StoreLoad屏障。

　　在每個(gè)volatile讀操作的后面插入一個(gè)LoadLoad屏障。

　　在每個(gè)volatile讀操作的后面插入一個(gè)LoadStore屏障。

　　插入屏障后的效果見(jiàn)下圖

　　LoadLoad屏障用來(lái)禁止處理器把上面的volatile讀與下面的普通讀重排序。LoadStore屏障用來(lái)禁止處理器把上面的volatile讀與下面的普通寫(xiě)重排序。

　　StoreStore屏障可以保證在volatile寫(xiě)之前，其前面的所有普通寫(xiě)操作已經(jīng)對(duì)任意處理器可見(jiàn)了。這是因?yàn)镾toreStore屏障將保障上面所有的普通寫(xiě)在volatile寫(xiě)之前刷新到主內(nèi)存。

　　這里比較有意思的是，volatile寫(xiě)后面的StoreLoad屏障。此屏障的作用是避免volatile寫(xiě)與后面可能有的volatile讀/寫(xiě)操作重排序。因?yàn)榫幾g器常常無(wú)法準(zhǔn)確判斷在一個(gè)volatile寫(xiě)的后面是否需要插入一個(gè)StoreLoad屏障（比如，一個(gè)volatile寫(xiě)之后方法立即return）。為了保證能正確實(shí)現(xiàn)volatile的內(nèi)存語(yǔ)義，JMM在采取了保守策略：在每個(gè)volatile寫(xiě)的后面，或者在每個(gè)volatile讀的前面插入一個(gè)StoreLoad屏障。從整體執(zhí)行效率的角度考慮，JMM最終選擇了在每個(gè)volatile寫(xiě)的后面插入一個(gè)StoreLoad屏障。因?yàn)関olatile寫(xiě)-讀內(nèi)存語(yǔ)義的常見(jiàn)使用模式是：一個(gè)寫(xiě)線程寫(xiě)volatile變量，多個(gè)讀線程讀同一個(gè)volatile變量。當(dāng)讀線程的數(shù)量大大超過(guò)寫(xiě)線程時(shí)，選擇在volatile寫(xiě)之后插入StoreLoad屏障將帶來(lái)可觀的執(zhí)行效率的提升。從這里可以看到JMM在實(shí)現(xiàn)上的一個(gè)特點(diǎn)：首先確保正確性，然后再去追求執(zhí)行效率。

　　上面這段話引自《java并發(fā)編程的藝術(shù)》一書(shū)，但是不是很明白，volatile的寫(xiě)前面的所有操作都不得拍到volatile寫(xiě)之后，為什么這里只加入了Store-Store屏障呢，這樣普通讀不就可以重拍到volatile寫(xiě)的下方了？？？？？？

　　如果，volatile讀的上面還有volatile讀，因?yàn)関olatile讀下面都會(huì)插入load-load屏障，所以兩者不會(huì)重排。如果volatile讀的上面還有volatile寫(xiě)，volatile寫(xiě)后面加入了store-load，所以下面的volatile讀不能能與之重排序。

　　屏障介紹：