5.2 volatile应用-可见性

一、可见性问题

可见性问题是指由于CPU缓存，一个线程对主存内容修改，另一个线程对修改的内容不可见的情况。

public class TestSeeing {
    static boolean run =true;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread t = new Thread(()->{
            while(run){
                //...
            }
        });
        t.start();
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("停止t");
        run = false;//线程不会预期停止下来
    }
}

主线程改变t线程的循环条件，并不会使得t线程停止，原因如下：

这里的主内存实际是JVM中的方法区，存放共享静态变量，而工作内存指的是CPU缓存。
区分好这里的CPU缓存与线程的栈区内存。CPU缓存中存储的是一种优化策略后的值，而这些值本来存放的位置位于主内存中，只不过由于频繁读取放在缓存中要更方便。而线程的栈区内存也是主内存的一部分，但实际在JVM中是每个线程独有的栈区内存。

注意：

1、【主内存】vs 【CPU缓存】 与【主内存中的共享方法区】 vs 【主内存中线程独有的栈区】，这是两组不同的概念。

2、多线程的可见性问题，引发的原因是：某个线程读取值从cache缓存中读值，而不是从主内存中读值，与写值没关系，写值都是重新写回主存，没有写进cache中的情况，试想如果程序存在写回cache中的情况，那么程序的正确性将难以保证。

二、可见性问题解决方案

1、volatile关键字

volatile是指易变关键字，它可以用来修饰成员变量和静态成员变量，他可以避免线程从自己的工作缓存中查找变量的值，必须到主存中获取它的值，线程操作volatile变量都是直接操作主存。

2、synchronized加锁

Java内存模型中，synchronized规定，线程在加锁时，先清空工作内存中，接着在主内存中拷贝最新变量的副本到工作内存，在执行完代码后，会将更改后的共享变量值刷新到主内存中，最后再释放互斥锁。但此种方法语法较为复杂，属于重量级操作，不推荐使用。

三、可见性 vs 原子性

可见性保证的是多个线程之间，一个线程对volatile变量的修改对另一个线程是可见的，但volatile只能保证每次访问变量都是最新值，但是无法解决原子性问题，仅用在一个写线程，多个读线程的情况：
上例从字节码角度理解是这样的：

getstatic   run   //线程t获取 run true
getstatic   run   //线程t获取 run true
getstatic   run   //线程t获取 run true
getstatic   run   //线程t获取 run true
putstatic   run   //线程 main 获取 run 为 flase，仅此一次
getstatic   run   //线程t 获取 run flase

比较一下之前我们将线程安全时举的例子：两个线程一个i++ 一个i—，只能保证看到最新值，但是不能解决指令交错问题
所以综上：volatile修饰变量只能解决可见性、无法解决原子性

注意：

synchronized 语句块既可以保证代码的原子性、也同时保证代码块内变量的可见性。但缺点是synchronized属于重量级操作，性能相对较低。