关于java:volatile关键字

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在 Java 中，volatile 是一个关键字，用于润饰变量。它的次要目标是保障多线程环境下的可见性和有序性。

当一个变量被申明为 volatile 时，它将具备以下个性：

可见性（Visibility）：volatile 变量在多线程环境下，当一个线程批改了该变量的值，其余线程能够立刻看到最新的值。这是因为 volatile 变量的值会被立刻刷新到主内存中，并且读取操作时会从主内存中获取最新的值。
有序性（Ordering）：volatile 变量的读写操作都是依照申明程序执行的，不会被重排序。这意味着在多线程环境下，对 volatile 变量的操作不会受到指令重排的影响，保障了操作的有序性。

然而，volatile 并不能解决所有的并发问题。它实用于以下场景：

状态标记：当一个变量用于示意状态标记，多个线程须要共享该标记并对其进行批改时，应用 volatile 能够确保所有线程都能看到最新的标记值。
双重查看锁定（Double-Checked Locking）：在单例模式中，应用双重查看锁定能够在保障线程平安的状况下进步性能。在这种状况下，将单例对象申明为 volatile 能够防止指令重排导致的线程平安问题。

须要留神的是，volatile 并不能保障原子性。对于复合操作，例如 i++，volatile 不能保障线程平安，须要应用其余的同步机制，例如 synchronized 或 Lock。

总之，volatile 是一种轻量级的同步机制，用于保障变量的可见性和有序性。它实用于一些特定的并发场景，但并不能解决所有的并发问题。在编写多线程代码时，须要依据具体的需要抉择适合的同步机制。

状态标记位：
```
public class Example {
 private volatile boolean flag = false;

 public void setFlag() {flag = true;}

 public void doSomething() {while (!flag) {// 期待标记位变为 true}
     // 执行工作
 }
}
```
在上述示例中，flag 被申明为 volatile，它用作一个状态标记位。doSomething() 办法在一个循环中期待 flag 变为 true，而 setFlag() 办法用于批改 flag 的值。应用 volatile 润饰 flag 能够保障在一个线程批改了 flag 的值后，其余线程能够立刻看到最新的值，从而实现线程间的通信。

双重查看锁定：

public class Singleton {
 private volatile static Singleton instance;

 private Singleton() {// 公有构造函数}

 public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {synchronized (Singleton.class) {if (instance == null) {instance = new Singleton();
             }
         }
     }
     return instance;
 }
}

在上述示例中，instance 被申明为 volatile，用于保障多线程环境下的可见性。双重查看锁定是一种提早加载的单例模式实现形式，应用 volatile 能够防止指令重排导致的线程平安问题。

须要留神的是，volatile 并不适用于所有的场景，有些状况下须要应用其余的同步机制，例如 synchronized 或 Lock。

另外，volatile 还能够用于润饰数组类型的变量、援用类型的变量等，用法相似于上述示例。但须要留神的是，volatile 并不能保障数组元素或援用对象的可见性，只能保障数组变量或援用变量自身的可见性。在须要保障数组元素或援用对象的可见性时，须要应用其余的同步机制。

双重查看锁定（Double-Checked Locking）是一种提早加载的单例模式实现形式，旨在在保障线程平安的同时进步性能。

在传统的单例模式实现中，通常应用懒汉式（Lazy initialization）或饿汉式（Eager initialization）来创立单例对象。然而，这些实现形式在多线程环境下可能存在线程平安问题或性能问题。

双重查看锁定通过应用 volatile 关键字和同步块来解决这些问题。其根本思维是，在获取锁之前先查看一次实例是否曾经被创立，如果没有被创立，则进入同步块创立实例。

以下是双重查看锁定的示例代码：

public class Singleton {
    private volatile static Singleton instance;

    private Singleton() {// 公有构造函数}

    public static Singleton getInstance() {if (instance == null) { // 第一次查看，防止不必要的同步
            synchronized (Singleton.class) {if (instance == null) { // 第二次查看，确保只有一个线程创立实例
                    instance = new Singleton();}
            }
        }
        return instance;
    }
}

在上述代码中，instance 被申明为 volatile，用于保障多线程环境下的可见性。首先，查看 instance 是否为 null，如果为 null，则进入同步块。在同步块中再次查看 instance 是否为 null，这是为了避免多个线程同时通过第一次查看，防止创立多个实例。如果 instance 为 null，则创立一个新的实例。

通过双重查看锁定，只有在第一次创立实例时才会进行同步，后续获取实例的操作不须要进入同步块，进步了性能。同时，应用 volatile 关键字保障了实例的可见性，确保其余线程能够立刻看到最新的实例。

须要留神的是，双重查看锁定在晚期的 Java 版本中可能存在问题，因为 Java 的指令重排序可能导致一个线程在第一次查看时看到 instance 不为 null，但实际上还没有实现实例化。在 Java 5 及以上版本，通过将 instance 申明为 volatile 能够解决这个问题。

正文完