volatile的硬件语义

:::info 当使用volatile修饰变量时，应用就不会从寄存器中获取该变量的值，而是从内存（高速缓存）中获取。

  • JMM规定JVM在遇到volatile关键字的时候要实现一个storeload级别的内存屏障。
  • 在实现上Hotspot中遇到 volatile 会调用一个storeload方法，这个方法会去调用一个叫lock的汇编指令，这个指令会锁住总线，保证了指令不重排以及对共享变量的操作是线程独占的。
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volatile变量自身具有下列特性：

1. 仅保证单个变量的原子性

对任意**单个**volatile变量的读/写具有原子性，但类似于a++这种复合操作不具有原子性。
如果要实现volatile复合操作的原子性，那么在等号右侧的赋值变量中就不能出现被多线程所共享的变量，哪怕这个变量也是个volatile也不可以。
volatile不能保证以下这些操作的原子性。

  1. volatile int a = b + 2;     
  2. volatile int a = a++;
  3. volatile Date date = new Date();

可以把对volatile变量的单个读/写，看成是使用同一个锁对这些单个读/写操作做了同步。
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可以看成
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2. 防止指令重排序（内存屏障）

  • 对 volatile 变量的写指令后会加入写屏障
  • 对 volatile 变量的读指令前会加入读屏障
  • 写屏障会确保指令重排序时，不会将写屏障之前的代码排在写屏障之后
  • 读屏障会确保指令重排序时，不会将读屏障之后的代码排在读屏障之前

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3. 实现变量的可见性（内存屏障）

对一个volatile变量的读，总是能看到（任意线程）对这个volatile变量最后的写入。
Volatile源码