volatile 關鍵字 （一）
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- volatile 關鍵字 （一）
- 如何保證變量的可見性？
- 如何禁止指令重排序？
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如何保證變量的可見性？
在 Java 中，volatile 關鍵字可以保證變量的可見性，如果我們將變量聲明為 volatile ，這就指示 JVM，這個變量是共享且不穩定的，每次使用它都到主存中進行讀取。
volatile 關鍵字其實并非是 Java 語言特有的，在 C 語言里也有，它最原始的意義就是禁用 CPU 緩存。如果我們將一個變量使用 volatile 修飾，這就指示 編譯器，這個變量是共享且不穩定的，每次使用它都到主存中進行讀取。
volatile 關鍵字能保證數據的可見性，但不能保證數據的原子性。synchronized 關鍵字兩者都能保證。
如何禁止指令重排序？
在 Java 中，volatile 關鍵字除了可以保證變量的可見性，還有一個重要的作用就是防止 JVM 的指令重排序。 如果我們將變量聲明為 volatile ，在對這個變量進行讀寫操作的時候，會通過插入特定的 內存屏障 的方式來禁止指令重排序。
在 Java 中，Unsafe 類提供了三個開箱即用的內存屏障相關的方法，屏蔽了操作系統底層的差異：
public native void loadFence();
public native void storeFence();
public native void fullFence();
理論上來說，你通過這個三個方法也可以實現和volatile禁止重排序一樣的效果，只是會麻煩一些。
下面我以一個常見的面試題為例講解一下 volatile 關鍵字禁止指令重排序的效果。
面試中面試官經常會說：“單例模式了解嗎？來給我手寫一下！給我解釋一下雙重檢驗鎖方式實現單例模式的原理唄！”
雙重校驗鎖實現對象單例（線程安全）：
public class Singleton {private volatile static Singleton uniqueInstance;private Singleton() {}public static Singleton getUniqueInstance() {//先判斷對象是否已經實例過，沒有實例化過才進入加鎖代碼if (uniqueInstance == null) {//類對象加鎖synchronized (Singleton.class) {if (uniqueInstance == null) {uniqueInstance = new Singleton();}}}return uniqueInstance;}
}
uniqueInstance 采用 volatile 關鍵字修飾也是很有必要的， uniqueInstance = new Singleton(); 這段代碼其實是分為三步執行：
- 為
uniqueInstance分配內存空間 - 初始化
uniqueInstance - 將
uniqueInstance指向分配的內存地址
但是由于 JVM 具有指令重排的特性，執行順序有可能變成 1->3->2。指令重排在單線程環境下不會出現問題，但是在多線程環境下會導致一個線程獲得還沒有初始化的實例。例如，線程 T1 執行了 1 和 3，此時 T2 調用 getUniqueInstance() 后發現 uniqueInstance 不為空，因此返回 uniqueInstance，但此時 uniqueInstance 還未被初始化。
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