线程安全可见性

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共享变量在线程间不可见的原因

线程的交叉执行
重排序结合线程交叉执行
共享变量更新后的值没有在工作内存与主内存间及时更新

使用 synchronized 的来保证可见性

使用 synchronized 的两条规定：

线程解锁前，必须把共享变量的最新值刷新到主内存
线程加锁锁时，将清空工作内存中共享变量的值，从而使用共享变量时需要从主内存中重新读取最新的值（注意加锁与解锁是同一把锁）

volatile 来实现可见性
通过加入内存屏障和禁止重拍讯优化来实现可见性。

对 volatile 变量写操作时，会在写操作后加入一条 store 屏障指令，将本地内存中的共享变量值刷新到主内存
对 volatile 变量进行读操作时，会在读操作前加入一条 load 屏障指令，从主内存中读取共享变量。

也就是说使用 volatile 关键字在读和写操作时都会强迫从主内存中获取变量值。

下图是使用 volatile 写操作的示意图

使用 volatile 写操作前会插入一条 StoreStore 指令来禁止在 volatile 写之前的普通写对 volatile 写的指令重排序优化，在写之后会插入一条 StoreLoad 屏障指令来防止上面的 volatile 写操作和下面可能有的读或者写进行指令重排序。

下图是 volatile 读操作示意图

volatile 操作都是 cpu 指令级别的

下面看一段演示代码

@Slf4j
public class CountExample4 {

    // 请求总数
    public static int clientTotal = 5000;

    // 同时并发执行的线程数
    public static int threadTotal = 200;

    public static volatile int count = 0;

    public static void main(String[] args) throws Exception {ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        final Semaphore semaphore = new Semaphore(threadTotal);
        final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(clientTotal);
        for (int i = 0; i < clientTotal ; i++) {executorService.execute(() -> {
                try {semaphore.acquire();
                    add();
                    semaphore.release();} catch (Exception e) {log.error("exception", e);
                }
                countDownLatch.countDown();});
        }
        countDownLatch.await();
        executorService.shutdown();
        log.info("count:{}", count);
    }

    private static void add() {
        count++;
        // 1、count
        // 2、+1
        // 3、count
    }
}

我们多次运行个这段代码，发现结果并不是我们预期 5000，volatile 只能保证可见性并不能保证原子性。

通常来说使用 volatile 需要具备两个条件