就像大家更熟悉的const一樣，volatile是一個類型修飾符（type specifier）。它是被設(shè)計用來修飾被不同線程訪問和修改的變量。

volatile的作用是： 作為指令關(guān)鍵字，確保本條指令不會因編譯器的優(yōu)化而省略，且要求每次直接讀值. 簡單地說就是防止編譯器對代碼進(jìn)行優(yōu)化.比如如下程序：XBYTE[2]=0x55; XBYTE[2]=0x56; XBYTE[2]=0x57; XBYTE[2]=0x58; 對外部硬件而言，上述四條語句分別表示不同的操作，會產(chǎn)生四種不同的動作，但是編譯器卻會對上述四條語句進(jìn)行優(yōu)化，認(rèn)為只有XBYTE[2]=0x58（即忽略前三條語句，只產(chǎn)生一條機(jī)器代碼）。如果鍵入volatile，則編譯器會逐一的進(jìn)行編譯并產(chǎn)生相應(yīng)的機(jī)器代碼（產(chǎn)生四條代碼）. **一個定義為volatile的變量是說這變量可能會被意想不到地改變，這樣，編譯器就不會去假設(shè)這個變量的值了。精確地說就是，優(yōu)化器在用到這個變量時必須每次都小心地重新讀取這個變量的值，而不是使用保存在寄存器里的備份。下面是volatile變量的幾個例子： 1）. 并行設(shè)備的硬件寄存器（如：狀態(tài)寄存器） 2）. 一個中斷服務(wù)子程序中會訪問到的非自動變量（Non-automatic variables) 3）. 多線程應(yīng)用中被幾個任務(wù)共享的變量 這是區(qū)分C程序員和嵌入式系統(tǒng)程序員的最基本的問題：嵌入式系統(tǒng)程序員經(jīng)常同硬件、中斷、RTOS等等打交道，所有這些都要求使用volatile變量。不懂得volatile內(nèi)容將會帶來災(zāi)難。 假設(shè)被面試者正確地回答了這個問題（嗯，懷疑是否會是這樣），我將稍微深究一下，看一下這家伙是不是真正懂得volatile完全的重要性。 1）. 一個參數(shù)既可以是const還可以是volatile嗎？解釋為什么。 2）. 一個指針可以是volatile 嗎？解釋為什么。 3）. 下面的函數(shù)被用來計算某個整數(shù)的平方，它能實現(xiàn)預(yù)期設(shè)計目標(biāo)嗎？如果不能，試回答存在什么問題：int square(volatile int *ptr) {return ((*ptr) * (*ptr)); } 下面是答案： 1）. 是的。一個例子是只讀的狀態(tài)寄存器。它是volatile因為它可能被意想不到地改變。它是const因為程序不應(yīng)該試圖去修改它。 2）. 是的。盡管這并不很常見。一個例子是當(dāng)一個中斷服務(wù)子程序修改一個指向一個buffer的指針時。 3）. 這段代碼是個惡作劇。這段代碼的目的是用來返指針*ptr指向值的平方，但是，由于*ptr指向一個volatile型參數(shù)，編譯器將產(chǎn)生類似下面的代碼：int square(volatile int* &ptr)//這里參數(shù)應(yīng)該申明為引用，不然函數(shù)體里只會使用副本，外部沒法更改 {int a,b;a = *ptr;b = *ptr;return a*b; } 由于*ptr的值可能在兩次取值語句之間發(fā)生改變，因此a和b可能是不同的。結(jié)果，這段代碼可能返回的不是你所期望的平方值！正確的代碼如下：long square(volatile int*ptr) {int a;a = *ptr;return a*a; } 講講個人理解： 關(guān)鍵在于兩個地方： ⒈編譯器的優(yōu)化（請高手幫我看看下面的理解） 在本次線程內(nèi)，當(dāng)讀取一個變量時，為提高存取速度，編譯器優(yōu)化時有時會先把變量讀取到一個寄存器中；以后再取變量值時，就直接從寄存器中取值； 當(dāng)變量值在本線程里改變時，會同時把變量的新值copy到該寄存器中，以便保持一致 當(dāng)變量在因別的線程等而改變了值，該寄存器的值不會相應(yīng)改變，從而造成應(yīng)用程序讀取的值和實際的變量值不一致 當(dāng)該寄存器在因別的線程等而改變了值，原變量的值不會改變，從而造成應(yīng)用程序讀取的值和實際的變量值不一致 舉一個不太準(zhǔn)確的例子： 發(fā)薪資時，會計每次都把員工叫來登記他們的銀行卡號；一次會計為了省事，沒有即時登記，用了以前登記的銀行卡號；剛好一個員工的銀行卡丟了，已掛失該銀行卡號；從而造成該員工領(lǐng)不到工資 員工 －－ 原始變量地址 銀行卡號 －－ 原始變量在寄存器的備份 ⒉ 在什么情況下會出現(xiàn) 1）. 并行設(shè)備的硬件寄存器 2）. 一個中斷服務(wù)子程序中會訪問到的非自動變量（Non-automatic variables) 3）. 多線程應(yīng)用中被幾個任務(wù)共享的變量 補(bǔ)充：volatile應(yīng)該解釋為“直接存取原始內(nèi)存地址”比較合適，“易變的”這種解釋簡直有點誤導(dǎo)人； “易變”是因為外在因素引起的，像多線程，中斷等，并不是因為用volatile修飾了的變量就是“易變”了，假如沒有外因，即使用volatile定義，它也不會變化； 而用volatile定義之后，其實這個變量就不會因外因而變化了，可以放心使用了； 大家看看前面那種解釋（易變的）是不是在誤導(dǎo)人 volatile關(guān)鍵字是一種類型修飾符，用它聲明的類型變量表示可以被某些編譯器未知的因素更改，比如：操作系統(tǒng)、硬件或者其它線程等。遇到這個關(guān)鍵字聲明的變量，編譯器對訪問該變量的代碼就不再進(jìn)行優(yōu)化，從而可以提供對特殊地址的穩(wěn)定訪問。 使用該關(guān)鍵字的例子如下：volatile int vint; 當(dāng)要求使用volatile 聲明的變量的值的時候，系統(tǒng)總是重新從它所在的內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)，即使它前面的指令剛剛從該處讀取過數(shù)據(jù)。而且讀取的數(shù)據(jù)立刻被保存。 例如：volatile int i=10; int a=i; //... //其他代碼，并未明確告訴編譯器，對i進(jìn)行過操作 1int b=i; volatile 指出 i是隨時可能發(fā)生變化的，每次使用它的時候必須從i的地址中讀取，因而編譯器生成的匯編代碼會重新從i的地址讀取數(shù)據(jù)放在b中。而優(yōu)化做法是，由于編譯器發(fā)現(xiàn)兩次從i讀數(shù)據(jù)的代碼之間的代碼沒有對i進(jìn)行過操作，它會自動把上次讀的數(shù)據(jù)放在b中。而不是重新從i里面讀。這樣一來，如果i是一個寄存器變量或者表示一個端口數(shù)據(jù)就容易出錯，所以說volatile可以保證對特殊地址的穩(wěn)定訪問。 注意，在vc6中，一般調(diào)試模式?jīng)]有進(jìn)行代碼優(yōu)化，所以這個關(guān)鍵字的作用看不出來。下面通過插入?yún)R編代碼，測試有無volatile關(guān)鍵字，對程序最終代碼的影響： 首先，用classwizard建一個win32 console工程，插入一個voltest.cpp文件，輸入下面的代碼：#include<stdio.h>void main(int argc,char *argv[]){int i = 10;int a = i;printf("i=%d",a);//下面匯編語句的作用就是改變內(nèi)存中i的值，但是又不讓編譯器知道__asm{mov dword ptr[ebp-4],20h}int b = i;printf("i=%d",b); } 然后，在調(diào)試版本模式運行程序，輸出結(jié)果如下： i = 10 i = 32 然后，在release版本模式運行程序，輸出結(jié)果如下： i = 10 i = 10 輸出的結(jié)果明顯表明，release模式下，編譯器對代碼進(jìn)行了優(yōu)化，第二次沒有輸出正確的i值。下面，我們把 i的聲明加上volatile關(guān)鍵字，看看有什么變化：#include<stdio.h> void main(int argc,char *argv[]) {volatile int i = 10;int a = i;printf("i=%d",a);__asm{` mov dword ptr[ebp-4],20h}int b = i;printf("i=%d",b); } 分別在調(diào)試版本和release版本運行程序，輸出都是： i = 10 i = 32 這說明這個關(guān)鍵字發(fā)揮了它的作用！ －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ volatile對應(yīng)的變量可能在你的程序本身不知道的情況下發(fā)生改變 比如多線程的程序，共同訪問的內(nèi)存當(dāng)中，多個程序都可以操縱這個變量 你自己的程序，是無法判定何時這個變量會發(fā)生變化 還比如，他和一個外部設(shè)備的某個狀態(tài)對應(yīng)，當(dāng)外部設(shè)備發(fā)生操作的時候，通過驅(qū)動程序和中斷事件，系統(tǒng)改變了這個變量的數(shù)值，而你的程序并不知道。 對于volatile類型的變量，系統(tǒng)每次用到他的時候都是直接從對應(yīng)的內(nèi)存當(dāng)中提取，而不會利用cache當(dāng)中的原有數(shù)值，以適應(yīng)它的未知何時會發(fā)生的變化，系統(tǒng)對這種變量的處理不會做優(yōu)化——顯然也是因為它的數(shù)值隨時都可能變化的情況。 -------------------------------------------------------------------------------- 典型的例子 1for(int i=0; i<100000; i++); 這個語句用來測試空循環(huán)的速度的 但是編譯器肯定要把它優(yōu)化掉，根本就不執(zhí)行 如果你寫成 1for(volatile int i=0; i<100000; i++); 它就會執(zhí)行了 volatile的本意是“易變的” 由于訪問寄存器的速度要快過RAM，所以編譯器一般都會作減少存取外部RAM的優(yōu)化。比如：static int i = 0; int main(void) {//...while(1){if(i)dosomething();} } /*Interruptserviceroutine.*/ void ISR_2(void) {i=1; } 程序的本意是希望ISR_2中斷產(chǎn)生時，在main當(dāng)中調(diào)用dosomething函數(shù)，但是，由于編譯器判斷在main函數(shù)里面沒有修改過i，因此 可能只執(zhí)行一次對從i到某寄存器的讀操作，然后每次if判斷都只使用這個寄存器里面的“i副本”，導(dǎo)致dosomething永遠(yuǎn)也不會被調(diào)用。如果將變量加上volatile修飾，則編譯器保證對此變量的讀寫操作都不會被優(yōu)化（肯定執(zhí)行）。此例中i也應(yīng)該如此說明。 使用地方 編輯 一般說來，volatile用在如下的幾個地方： 1、中斷服務(wù)程序中修改的供其它程序檢測的變量需要加volatile； 2、多任務(wù)環(huán)境下各任務(wù)間共享的標(biāo)志應(yīng)該加volatile； 3、存儲器映射的硬件寄存器通常也要加volatile說明，因為每次對它的讀寫都可能有不同意義； 另外，以上這幾種情況經(jīng)常還要同時考慮數(shù)據(jù)的完整性（相互關(guān)聯(lián)的幾個標(biāo)志讀了一半被打斷了重寫），在1中可以通過關(guān)中斷來實現(xiàn)，2 中可以禁止任務(wù)調(diào)度，3中則只能依靠硬件的良好設(shè)計了。 代碼 編輯 下面我們來一個個說明。 考慮下面的代碼： 代碼：classGadget {public:void Wait(){while(!flag_){Sleep（1000);//sleeps for 1000milli seconds}}void Wakeup(){flag_=true;}//...private:bool flag_; }; 上面代碼中Gadget::Wait的目的是每過一秒鐘去檢查一下flag_成員變量，當(dāng)flag_被另一個線程設(shè)為true時，該函數(shù)才會返回。至少這是程序作者的意圖，然而，這個Wait函數(shù)是錯誤的。 假設(shè)編譯器發(fā)現(xiàn)Sleep（1000）是調(diào)用一個外部的庫函數(shù)，它不會改變成員變量flag_，那么編譯器就可以斷定它可以把flag_緩存在寄存器中，以后可以訪問該寄存器來代替訪問較慢的主板上的內(nèi)存。這對于單線程代碼來說是一個很好的優(yōu)化，但是在現(xiàn)在這種情況下，它破壞了程序的正確性：當(dāng)你調(diào)用了某個Gadget的Wait函數(shù)后，即使另一個線程調(diào)用了Wakeup，Wait還是會一直循環(huán)下去。這是因為flag_的改變沒有反映到緩存它的寄存器中去。編譯器的優(yōu)化未免有點太……樂觀了。 在大多數(shù)情況下，把變量緩存在寄存器中是一個非常有價值的優(yōu)化方法，如果不用的話很可惜。C和C++給你提供了顯式禁用這種緩存優(yōu)化的機(jī)會。如果你聲明變量是使用了volatile修飾符，編譯器就不會把這個變量緩存在寄存器里——每次訪問都將去存取變量在內(nèi)存中的實際位置。這樣你要對Gadget的Wait/Wakeup做的修改就是給flag_加上正確的修飾：class Gadget {public://...as above...private:volatile bool flag_; }; 在Java中設(shè)置變量值的操作，除了long和double類型的變量外都是原子操作，也就是說，對于變量值的簡單讀寫操作沒有必要進(jìn)行同步。 這在JVM 1.2之前，Java的內(nèi)存模型實現(xiàn)總是從主存讀取變量，是不需要進(jìn)行特別的注意的。而隨著JVM的成熟和優(yōu)化，現(xiàn)在多線程環(huán)境下volatile關(guān)鍵字的使用變得非常重要。 在當(dāng)前的Java內(nèi)存模型下，線程可以把變量保存在本地內(nèi)存（比如機(jī)器的寄存器）中，而不是直接在主存中進(jìn)行讀寫。這就可能造成一個線程在主存中修改了一個變量的值，而另外一個線程還繼續(xù)使用它在寄存器中的變量值的拷貝，造成數(shù)據(jù)的不一致。 要解決這個問題，只需要像在本程序中的這樣，把該變量聲明為volatile（不穩(wěn)定的）即可，這就指示JVM，這個變量是不穩(wěn)定的，每次使用它都到主存中進(jìn)行讀取。一般說來，多任務(wù)環(huán)境下各任務(wù)間共享的標(biāo)志都應(yīng)該加volatile修飾。 Volatile修飾的成員變量在每次被線程訪問時，都強(qiáng)迫從共享內(nèi)存中重讀該成員變量的值。而且，當(dāng)成員變量發(fā)生變化時，強(qiáng)迫線程將變化值回寫到共享內(nèi)存。這樣在任何時刻，兩個不同的線程總是看到某個成員變量的同一個值。 Java語言規(guī)范中指出：為了獲得最佳速度，允許線程保存共享成員變量的私有拷貝，而且只當(dāng)線程進(jìn)入或者離開同步代碼塊時才與共享成員變量的原始值對比。 這樣當(dāng)多個線程同時與某個對象交互時，就必須要注意到要讓線程及時的得到共享成員變量的變化。 而volatile關(guān)鍵字就是提示JVM：對于這個成員變量不能保存它的私有拷貝，而應(yīng)直接與共享成員變量交互。 使用建議：在兩個或者更多的線程訪問的成員變量上使用volatile。當(dāng)要訪問的變量已在synchronized代碼塊中，或者為常量時，不必使用。 由于使用volatile屏蔽掉了JVM中必要的代碼優(yōu)化，所以在效率上比較低，因此一定在必要時才使用此關(guān)鍵字。 正確使用 編輯 Java 語言包含兩種內(nèi)在的同步機(jī)制：同步塊（或方法）和 volatile 變量。這兩種機(jī)制的提出都是為了實現(xiàn)代碼線程的安全性。其中 Volatile變量的同步性較差（但有時它更簡單并且開銷更低），而且其使用也更容易出錯。在這期的Java 理論與實踐中，Brian Goetz 將介紹幾種正確使用 volatile變量的模式，并針對其適用性限制提出一些建議。 Java 語言中的 volatile變量可以被看作是一種 “程度較輕的 synchronized”；與 synchronized 塊相比，volatile 變量所需的編碼較少，并且運行時開銷也較少，但是它所能實現(xiàn)的功能也僅是 synchronized 的一部分。本文介紹了幾種有效使用 volatile變量的模式，并強(qiáng)調(diào)了幾種不適合使用 volatile 變量的情形。 鎖提供了兩種主要特性：互斥（mutual exclusion）和可見性（visibility）。互斥即一次只允許一個線程持有某個特定的鎖，因此可使用該特性實現(xiàn)對共享數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)訪問協(xié)議，這樣，一次就只有一個線程能夠使用該共享數(shù)據(jù)。可見性要更加復(fù)雜一些，它必須確保釋放鎖之前對共享數(shù)據(jù)做出的更改對于隨后獲得該鎖的另一個線程是可見的 —— 如果沒有同步機(jī)制提供的這種可見性保證，線程看到的共享變量可能是修改前的值或不一致的值，這將引發(fā)許多嚴(yán)重問題。 Volatile 變量 Volatile變量具有 synchronized 的可見性特性，但是不具備原子特性。這就是說線程能夠自動發(fā)現(xiàn) volatile變量的最新值。Volatile變量可用于提供線程安全，但是只能應(yīng)用于非常有限的一組用例：多個變量之間或者某個變量的當(dāng)前值與修改后值之間沒有約束。因此，單獨使用 volatile 還不足以實現(xiàn)計數(shù)器、互斥鎖或任何具有與多個變量相關(guān)的不變式（Invariants）的類（例如 “start <=end”）。 出于簡易性或可伸縮性的考慮，您可能傾向于使用 volatile變量而不是鎖。當(dāng)使用 volatile變量而非鎖時，某些習(xí)慣用法（idiom）更加易于編碼和閱讀。此外，volatile變量不會像鎖那樣造成線程阻塞，因此也很少造成可伸縮性問題。在某些情況下，如果讀操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于寫操作，volatile變量還可以提供優(yōu)于鎖的性能優(yōu)勢。 正確使用 volatile 變量的條件 您只能在有限的一些情形下使用 volatile變量替代鎖。要使 volatile變量提供理想的線程安全，必須同時滿足下面兩個條件： ● 對變量的寫操作不依賴于當(dāng)前值。 ● 該變量沒有包含在具有其他變量的不變式中。 實際上，這些條件表明，可以被寫入 volatile變量的這些有效值獨立于任何程序的狀態(tài)，包括變量的當(dāng)前狀態(tài)。 第一個條件的限制使 volatile變量不能用作線程安全計數(shù)器。雖然增量操作（x++）看上去類似一個單獨操作，實際上它是一個由讀取－修改－寫入操作序列組成的組合操作，必須以原子方式執(zhí)行，而 volatile 不能提供必須的原子特性。實現(xiàn)正確的操作需要使 x 的值在操作期間保持不變，而 volatile變量無法實現(xiàn)這點。（然而，如果將值調(diào)整為只從單個線程寫入，那么可以忽略第一個條件。） 大多數(shù)編程情形都會與這兩個條件的其中之一沖突，使得 volatile變量不能像 synchronized 那樣普遍適用于實現(xiàn)線程安全。清單 1 顯示了一個非線程安全的數(shù)值范圍類。它包含了一個不變式 —— 下界總是小于或等于上界。 使用方法 編輯 清單 1. 非線程安全的數(shù)值范圍類@NotThreadSafe public class NumberRange{private int lower,upper;public int getLower(){return lower;}public int getUpper(){return upper;}public void setLower(int value){if(value > upper) throw new IllegalArgumentException(...);lower = value;}public void setUpper(int value){if(value < lower) throw new IllegalArgumentException(...);upper = value;} } 這種方式限制了范圍的狀態(tài)變量，因此將 lower 和 upper 字段定義為 volatile 類型不能夠充分實現(xiàn)類的線程安全；從而仍然需要使用同步。否則，如果湊巧兩個線程在同一時間使用不一致的值執(zhí)行 setLower 和 setUpper 的話，則會使范圍處于不一致的狀態(tài)。例如，如果初始狀態(tài)是 (0,5），同一時間內(nèi)，線程 A 調(diào)用 setLower⑷ 并且線程 B 調(diào)用 setUpper⑶，顯然這兩個操作交叉存入的值是不符合條件的，那么兩個線程都會通過用于保護(hù)不變式的檢查，使得最后的范圍值是 （4,3） —— 一個無效值。至于針對范圍的其他操作，我們需要使 setLower() 和 setUpper() 操作原子化 —— 而將字段定義為 volatile 類型是無法實現(xiàn)這一目的的。 性能考慮 使用 volatile變量的主要原因是其簡易性：在某些情形下，使用 volatile 變量要比使用相應(yīng)的鎖簡單得多。使用 volatile變量次要原因是其性能：某些情況下，volatile 變量同步機(jī)制的性能要優(yōu)于鎖。 很難做出準(zhǔn)確、全面的評價，例如 “X 總是比 Y 快”，尤其是對 JJVM 內(nèi)在的操作而言。（例如，某些情況下 JVM 也許能夠完全刪除鎖機(jī)制，這使得我們難以抽象地比較 volatile和 synchronized 的開銷。）就是說，在目前大多數(shù)的處理器架構(gòu)上，volatile 讀操作開銷非常低 —— 幾乎和非 volatile 讀操作一樣。而 volatile 寫操作的開銷要比非 volatile 寫操作多很多，因為要保證可見性需要實現(xiàn)內(nèi)存界定（Memory Fence），即便如此，volatile 的總開銷仍然要比鎖獲取低。 volatile 操作不會像鎖一樣造成阻塞，因此，在能夠安全使用 volatile 的情況下，volatile 可以提供一些優(yōu)于鎖的可伸縮特性。如果讀操作的次數(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過寫操作，與鎖相比，volatile變量通常能夠減少同步的性能開銷。 正確使用 volatile 的模式 很多并發(fā)性專家事實上往往引導(dǎo)用戶遠(yuǎn)離 volatile變量，因為使用它們要比使用鎖更加容易出錯。然而，如果謹(jǐn)慎地遵循一些良好定義的模式，就能夠在很多場合內(nèi)安全地使用 volatile 變量。要始終牢記使用 volatile 的限制 —— 只有在狀態(tài)真正獨立于程序內(nèi)其他內(nèi)容時才能使用 volatile —— 這條規(guī)則能夠避免將這些模式擴(kuò)展到不安全的用例。 模式 #1：狀態(tài)標(biāo)志也許實現(xiàn) volatile 變量的規(guī)范使用僅僅是使用一個布爾狀態(tài)標(biāo)志，用于指示發(fā)生了一個重要的一次性事件，例如完成初始化或請求停機(jī)。 很多應(yīng)用程序包含了一種控制結(jié)構(gòu)，形式為 “在還沒有準(zhǔn)備好停止程序時再執(zhí)行一些工作”，如清單 2 所示： 清單 2. 將 volatile變量作為狀態(tài)標(biāo)志使用volatile boolean shutdownRequested; ... public void shutdown() {shutdownRequested=true; } public void doWork() {while(!shutdownRequested){//dostuff} } 很可能會從循環(huán)外部調(diào)用 shutdown() 方法 —— 即在另一個線程中 —— 因此，需要執(zhí)行某種同步來確保正確實現(xiàn) shutdownRequested 變量的可見性。（可能會從 JMX 偵聽程序、GUI 事件線程中的操作偵聽程序、通過 RMI 、通過一個 Web 服務(wù)等調(diào)用）。然而，使用 synchronized 塊編寫循環(huán)要比使用清單 2 所示的 volatile狀態(tài)標(biāo)志編寫麻煩很多。由于 volatile 簡化了編碼，并且狀態(tài)標(biāo)志并不依賴于程序內(nèi)任何其他狀態(tài)，因此此處非常適合使用 volatile。 這種類型的狀態(tài)標(biāo)記的一個公共特性是：通常只有一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換；shutdownRequested 標(biāo)志從 false 轉(zhuǎn)換為 true，然后程序停止。這種模式可以擴(kuò)展到來回轉(zhuǎn)換的狀態(tài)標(biāo)志，但是只有在轉(zhuǎn)換周期不被察覺的情況下才能擴(kuò)展（從 false 到 true，再轉(zhuǎn)換到 false）。此外，還需要某些原子狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)制，例如原子變量。 模式 #2：一次性安全發(fā)布（one-time safe publication） 缺乏同步會導(dǎo)致無法實現(xiàn)可見性，這使得確定何時寫入對象引用而不是原語值變得更加困難。在缺乏同步的情況下，可能會遇到某個對象引用的更新值（由另一個線程寫入）和該對象狀態(tài)的舊值同時存在。（這就是造成著名的雙重檢查鎖定（double-checked-locking）問題的根源，其中對象引用在沒有同步的情況下進(jìn)行讀操作，產(chǎn)生的問題是您可能會看到一個更新的引用，但是仍然會通過該引用看到不完全構(gòu)造的對象）。 實現(xiàn)安全發(fā)布對象的一種技術(shù)就是將對象引用定義為 volatile 類型。清單 3 展示了一個示例，其中后臺線程在啟動階段從數(shù)據(jù)庫加載一些數(shù)據(jù)。其他代碼在能夠利用這些數(shù)據(jù)時，在使用之前將檢查這些數(shù)據(jù)是否曾經(jīng)發(fā)布過。 清單 3. 將 volatile變量用于一次性安全發(fā)布public class BackgroundFloobleLoader{public volatile Flooble theFlooble;public void initInBackground(){//dolotsofstufftheFlooble = newFlooble();//this is the only write to theFlooble} } public class SomeOtherClass{public void doWork(){while(true){//dosomestuff...//usetheFlooble,butonlyifitisreadyif(floobleLoader.theFlooble!=null)doSomething(floobleLoader.theFlooble);}} } 如果 theFlooble 引用不是 volatile 類型，doWork() 中的代碼在解除對 theFlooble 的引用時，將會得到一個不完全構(gòu)造的 Flooble。 該模式的一個必要條件是：被發(fā)布的對象必須是線程安全的，或者是有效的不可變對象（有效不可變意味著對象的狀態(tài)在發(fā)布之后永遠(yuǎn)不會被修改）。volatile 類型的引用可以確保對象的發(fā)布形式的可見性，但是如果對象的狀態(tài)在發(fā)布后將發(fā)生更改，那么就需要額外的同步。 模式 #3：獨立觀察（independent observation） 安全使用 volatile 的另一種簡單模式是：定期 “發(fā)布” 觀察結(jié)果供程序內(nèi)部使用。例如，假設(shè)有一種環(huán)境傳感器能夠感覺環(huán)境溫度。一個后臺線程可能會每隔幾秒讀取一次該傳感器，并更新包含當(dāng)前文檔的 volatile 變量。然后，其他線程可以讀取這個變量，從而隨時能夠看到最新的溫度值。 使用該模式的另一種應(yīng)用程序就是收集程序的統(tǒng)計信息。清單 4 展示了身份驗證機(jī)制如何記憶最近一次登錄的用戶的名字。將反復(fù)使用 lastUser 引用來發(fā)布值，以供程序的其他部分使用。 清單 4. 將 volatile變量用于多個獨立觀察結(jié)果的發(fā)布public class UserManager{public volatile String lastUser;public boolean authenticate(String user, String password){boolean valid = passwordIsValid(user, password);if(valid){User u = new User();activeUsers.add(u);lastUser = user;}return valid;} } 該模式是前面模式的擴(kuò)展；將某個值發(fā)布以在程序內(nèi)的其他地方使用，但是與一次性事件的發(fā)布不同，這是一系列獨立事件。這個模式要求被發(fā)布的值是有效不可變的 —— 即值的狀態(tài)在發(fā)布后不會更改。使用該值的代碼需要清楚該值可能隨時發(fā)生變化。 模式 #4：“volatile bean” 模式 volatile bean 模式適用于將 JavaBeans 作為“榮譽(yù)結(jié)構(gòu)”使用的框架。在 volatile bean 模式中，JavaBean 被用作一組具有 getter 和/或 setter 方法 的獨立屬性的容器。volatile bean 模式的基本原理是：很多框架為易變數(shù)據(jù)的持有者（例如 HttpSession）提供了容器，但是放入這些容器中的對象必須是線程安全的。 在 volatile bean 模式中，JavaBean 的所有數(shù)據(jù)成員都是 volatile 類型的，并且 getter 和 setter 方法必須非常普通 —— 除了獲取或設(shè)置相應(yīng)的屬性外，不能包含任何邏輯。此外，對于對象引用的數(shù)據(jù)成員，引用的對象必須是有效不可變的。（這將禁止具有數(shù)組值的屬性，因為當(dāng)數(shù)組引用被聲明為 volatile 時，只有引用而不是數(shù)組本身具有 volatile 語義）。對于任何 volatile變量，不變式或約束都不能包含 JavaBean 屬性。清單 5 中的示例展示了遵守 volatile bean 模式的 JavaBean： 清單 5. 遵守 volatile bean 模式的 Person 對象@ThreadSafe public class Person{private volatile String firstName;private volatile String lastName;private volatile intage;public String getFirstName(){return firstName;}public String getLastName(){return lastName;}public int getAge(){return age;}public void setFirstName(String firstName){this.firstName = firstName;}public void setLastName(String lastName){this.lastName = lastName;}public void setAge(int age){this.age = age;} } volatile 的高級模式 前面幾節(jié)介紹的模式涵蓋了大部分的基本用例，在這些模式中使用 volatile 非常有用并且簡單。這一節(jié)將介紹一種更加高級的模式，在該模式中，volatile 將提供性能或可伸縮性優(yōu)勢。 volatile 應(yīng)用的的高級模式非常脆弱。因此，必須對假設(shè)的條件仔細(xì)證明，并且這些模式被嚴(yán)格地封裝了起來，因為即使非常小的更改也會損壞您的代碼！同樣，使用更高級的 volatile 用例的原因是它能夠提升性能，確保在開始應(yīng)用高級模式之前，真正確定需要實現(xiàn)這種性能獲益。需要對這些模式進(jìn)行權(quán)衡，放棄可讀性或可維護(hù)性來換取可能的性能收益 —— 如果您不需要提升性能（或者不能夠通過一個嚴(yán)格的測試程序證明您需要它），那么這很可能是一次糟糕的交易，因為您很可能會得不償失，換來的東西要比放棄的東西價值更低。 模式 #5：開銷較低的讀－寫鎖策略 目前為止，您應(yīng)該了解了 volatile 的功能還不足以實現(xiàn)計數(shù)器。因為 ++x 實際上是三種操作（讀、添加、存儲）的簡單組合，如果多個線程湊巧試圖同時對 volatile 計數(shù)器執(zhí)行增量操作，那么它的更新值有可能會丟失。 然而，如果讀操作遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過寫操作，您可以結(jié)合使用內(nèi)部鎖和 volatile變量來減少公共代碼路徑的開銷。清單 6 中顯示的線程安全的計數(shù)器使用 synchronized 確保增量操作是原子的，并使用 volatile 保證當(dāng)前結(jié)果的可見性。如果更新不頻繁的話，該方法可實現(xiàn)更好的性能，因為讀路徑的開銷僅僅涉及 volatile 讀操作，這通常要優(yōu)于一個無競爭的鎖獲取的開銷。 清單 6. 結(jié)合使用 volatile 和 synchronized 實現(xiàn) “開銷較低的讀－寫鎖” 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13@ThreadSafe public class CheesyCounter{//Employs the cheap read-write lock trick//All mutative operations MUST be done with the 'this' lock held@GuardedBy("this")private volatile int value;public int getValue(){return value;}public synchronized int increment(){return value++;} } 之所以將這種技術(shù)稱之為 “開銷較低的讀－寫鎖” 是因為您使用了不同的同步機(jī)制進(jìn)行讀寫操作。因為本例中的寫操作違反了使用 volatile 的第一個條件，因此不能使用 volatile 安全地實現(xiàn)計數(shù)器 —— 您必須使用鎖。然而，您可以在讀操作中使用 volatile 確保當(dāng)前值的可見性，因此可以使用鎖進(jìn)行所有變化的操作，使用 volatile 進(jìn)行只讀操作。其中，鎖一次只允許一個線程訪問值，volatile 允許多個線程執(zhí)行讀操作，因此當(dāng)使用 volatile 保證讀代碼路徑時，要比使用鎖執(zhí)行全部代碼路徑獲得更高的共享度 —— 就像讀－寫操作一樣。然而，要隨時牢記這種模式的弱點：如果超越了該模式的最基本應(yīng)用，結(jié)合這兩個競爭的同步機(jī)制將變得非常困難。 結(jié)束語 與鎖相比，Volatile變量是一種非常簡單但同時又非常脆弱的同步機(jī)制，它在某些情況下將提供優(yōu)于鎖的性能和伸縮性。如果嚴(yán)格遵循 volatile 的使用條件 —— 即變量真正獨立于其他變量和自己以前的值 —— 在某些情況下可以使用 volatile 代替 synchronized 來簡化代碼。然而，使用 volatile 的代碼往往比使用鎖的代碼更加容易出錯。本文介紹的模式涵蓋了可以使用 volatile 代替 synchronized 的最常見的一些用例。遵循這些模式（注意使用時不要超過各自的限制）可以幫助您安全地實現(xiàn)大多數(shù)用例，使用 volatile變量獲得更佳性能。**

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的volatile类型的数据的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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