必须要学会的JMM与volatile

下面我为你详细讲解必须要学会的JMM与volatile的完整攻略。

JMM介绍

JMM（Java Memory Model）即Java内存模型，用于规范Java程序中线程对共享变量的操作。JMM为Java程序中的线程提供可见性、有序性、原子性等保证，从而提高程序并发性能。

JMM提供的保证

• 可见性： 一个线程修改了共享变量的值，这个值的变化对其他线程是可见的。
• 有序性： Java程序中的所有操作都是有序的，JMM通过禁止某些重排序优化来保证有序性。
• 原子性： 对于某些复合操作，JMM保证这些操作要么全部执行，要么全部不执行。

JMM存在的问题

由于JVM的实现，每个线程都有自己的本地内存，线程之间的共享变量存于主内存中，因此在并发编程中需要考虑多线程之间的内存可见性和顺序性问题。

虽然JMM提供了可见性、顺序性、原子性的保证，但是只能保证某种程度的有序性和可见性，并不能保证所有的交互都按照开发人员预想的方式运行。

volatile关键字介绍

volatile关键字是JMM提供的一种保证内存可见性的手段。定义一个变量为volatile，JVM会避免执行重排序和缓存优化，保证该变量的每次写入都立即同步到主内存中，并且每次读取都从主内存中读取。

需要注意的是，volatile保证的是变量的可见性，保证的是单变量的操作是原子的，但是并不保证多次操作是原子的，因此对于多次操作的复合操作仍需使用锁或Atomic类进行保证。

volatile的用法

在Java中，声明一个变量为volatile需要使用volatile关键字来修饰：

public static volatile int count = 0;

在此例中，修饰的是静态变量count。该声明会告诉JVM将count存储到全局内存中，每个线程都将去电明这个全局变量，而且在修改count时会先更新到全局内存中。

下面是一个使用volatile关键字的示例：

public class VolatileTest {
    public static volatile int value = 0;

    public static void main(String[] args) {
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                while (value == 0) {
                }
                System.out.println("Value has changed，value=" + value);
            }
        }.start();

        // main thread paused for 1s to make sure that the new thread already started
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        value = 1;
        System.out.println("Value is ready to change，value=" + value);
    }
}

在该示例中，启动了一个新线程，并在该线程内部对value进行了轮询，判断value是否被main线程修改，如果修改过则打印修改后的结果。在main线程中，修改了value的值为1，此时新线程会感知到value已经被修改并且会结束轮询并打印修改后的结果。

volatile与JMM的关系

JMM中提供了volatile关键字作为保证可见性的手段。volatile可以在一定程度上解决Java编程中的内存可见性问题。但是需要注意的是，volatile仅能保证单个变量的可见性，如果需要保证复合操作的原子性还需要使用synchronized或者Atomic类。

在Java并发编程中，虽然volatile不能保证一些复合操作的原子性，但是在一些特定的场景下使用volatile仍然是非常有用的，例如状态标志、单例模式等。

以上就是“必须要学会的JMM与volatile”的完整攻略了。