public class TaskRunner {

private static int number;private static boolean ready;private static class Reader extends Thread {    public void run() {        while (!ready) {            Thread.yield();        }        System.out.println(number);    }}public static void main(String[] args) {    new Reader().start();    number = 42;    ready = true;}

}
TaskRunner类保护两个简略的变量。在它的main办法中，它创立了另一个线程，只有它是false，它就会在ready变量上自旋。当变量变为true时，线程将打印number变量。

咱们冀望这个程序在短暂的提早后简略地打印42。然而，实际上这个提早可能会更长。它甚至可能永远挂起，甚至打印0。

这些异样的起因是不足适当的内存可见性和重排序，贴合本文来说，就是没有应用volatile关键字润饰变量。

内存可见性
简略来说，多线程运行在多个CPU上，而每个线程都会有本人的的cache，因而无奈保障从主存中读取数据的程序，即无奈保障各个CPU上的线程读取的变量数据统一。

联合下面的程序，主线程在其外围缓存中保留了ready和number的正本，而Reader线程也是同样保留了正本，之后主线程更新缓存值。在大多数古代处理器上，写入申请在收回后不会立刻利用。事实上，处理器偏向于将这些写入排在一个非凡的写入缓冲区中。一段时间后，它们会一次性将这些写入利用到主内存中。

因而当主线程更新number和ready变量时，无奈保www.pizei.comReader线程会看到什么。换句话说，Reader线程可能会立刻看到更新的值，或者有一些提早，或者基本不会。

重排序
下面提到过，除了始终死循环外，程序还有小概率打印出0，这就是重排序的起因。在CPU执行指令时，先更新了ready变量而后执行的线程操作。

从新排序是一种用于进步性能的优化技术，不同的组件可能会利用这种优化：

处理器能够按程序程序以外的任何程序刷新其写缓冲区
处理器可能会利用乱序执行技术
JIT编译器能够通过从新排序进行优化
volatile关键字
那么volatile关键字干了什么呢？

volatile关键字在汇编阶段对变量加上 Lock前缀指令，通过 MESI缓存一致性协定来保障线程之间的可见性，任意线程对变量的批改都会被同一时间同步到所有读取该变量的线程CPU上，简略来说，一个改了就能保障所有的都改了。

这里先看汇编层的Lock指令，晚期CPU采取锁总线的形式来实现这个指令，仲裁器抉择一个CPU独占总线，从而使其余CPU无奈通过总线与内存通信，实现原子性；当然这种形式效率低，当初个别采纳cache locking，这种场景下的数据统一是通过MESI缓存一致性协定来实现的。

这里不再具体阐明缓存一致性协定，次要思维是CPU会一直嗅探总线上的数据交换，当一个缓存代表它所在的CPU去读写内存时，其余CPU都会失去告诉，从而同步本人的缓存。

在Java内存模型中，存在着原子操作，这些原子操作与Java内存模型管制并发有着关键作用。

read(读取)：从主内存读取页游数据
load(载入)：将主内存读取到的数据写入工作内存，即缓存
use(应用)：从工作内存读取数据来计算
assign(赋值)：将计算好的值从新赋值到工作内存中
store(存储)：将工作内存数据写入主内存
write(写入)：将store过来的变量值赋值给主内存中的变量
lock(锁定)：将主内存变量加锁，标识为线程独占状态
unlock(解锁)：将主内存变量解锁，解锁后其余线程能够锁定该变量
在volatile关键字润饰下，store和write操作必须是间断的，组合成了原子操作，批改后必须立刻同步到主内存，应用时必须从主内存刷新，由此保障volatile可见性。

同时，volatile关键字也采纳内存屏障来禁止指令重排。volatile变量的内存可见性影响超出了volatile变量自身。

更具体地说，假如线程A写入一个volatile变量，而后线程B读取同一个volatile变量。在这种状况下，在写入volatile变量之前对A可见的值将在读取volatile变量后对B可见：

happens-before.png

从技术上讲，对volatile字段的任何写入都产生在同一字段的每次后续读取之前。这是Java 内存模型的volatile变量规定。

因为内存排序的短处，有时咱们能够捎带volatile的可见性属性另一个变量。例如，在咱们的示例中，咱们只须要将ready变量标记为volatile：

public class TaskRunner {

private static int number; // not volatileprivate volatile static boolean ready;// same as before

}
在读取ready变量之后，任何在将ready变量写为true之前的内容对任何内容都是可见的。因而，number变量会捎带上ready变量强制执行的内存可见性。简而言之，即便它不是volatile变量，它也体现出volatile行为。

通过利用这些语义，咱们能够将类中的多数变量定义为volatile并优化可见性。