Java并发之volatile关键字

这牵扯到了原子性的问题，所谓原子性，即一个操作或者多个操作，要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行。

比如如下的赋值语句

String name = "leevare";

将name赋值为leevare，这种操作可看做是不可被中断的，那么就是一个原子操作。

那么对于会发生中断的操作会出现什么问题呢？这种问题在多线程中尤为常见。

举个例子，在银行转账，当A用户转账给B用户1000元时，必定会发生这样两个操作，首先，从A的账户上减去1000元，然后，在B的账户上加上1000元。看似这个操作平淡无奇，假如，A本来账户上拥有本金2000元，在A用户转账给B用户1000元后，程序还没有来得及在A账户上减去1000，此时，如果有另外一个用户C在A的账户上来进行取款操作，查询发现余额也是2000元，然后取出2000，在此同时，用户A在转账时查询的结果也是2000，然后进行转账后，系统再减去1000，很明显，这出现了很严重的问题。

出现上面的问题，就是因为两个线程之间对数据操作都是不可见的。线程2在进行扣款时，线程1并不知道发生了扣款操作，这就导致了数据出现了错误。

对于多核CPU而言，每一条线程都有一块自己独占的高速缓存，在执行时，会将执行信息收到读取到自己的高速缓存中。上面的问题就可以看做是这样一种情况，线程一和线程二都从主线程读取了必要信息到自己的高速缓存中，线程一对数据进行了修改，还没有来得及写入主线程，线程二也对其进行了修改，然后再写入主线程，就出现了数据操作的错误。

可以通过使用synchronized关键字来加锁，将数据操作的方法锁定，让线程保持同步，这时，只能有一个线程才能进行操作，这样，就能解决了多线程间数据不一致的问题。但是，在锁定期间，其余的也有操作该方法的线程都会处于阻塞状态，对于执行效率方面会带来一定的影响。

使用volatile关键字修饰的变量，表示该变量在多线程操作之间是透明可见的，修改之后，其余的线程也能立即感知，就解决了数据变化的问题。

为什么是透明可见呢？

使用volatile修饰后，会强制将修改的值立即写入主存。同样是上面的问题，两个线程同时读取了必要的信息到自己的高速缓存中，线程一如果对数据（比如说金额是count）进行了修改后，立即将count写入到主线程，会导致线程二中原来读取的count立即失效，这时候线程二会重新从主线程中读取数据，此时，线程二就会读取到正确的数据，从而保证了数据的同步。

例如如下的例子

public class TestMain {

    public static void main(String[] args) {
        TestThread testThread = new TestThread();
        new Thread(testThread, "t1").start();
        new Thread(testThread, "t2").start();
    }
}

class TestThread implements Runnable {

    private volatile boolean stop = false;

    public void run() {
        if ("t1".equals(Thread.currentThread().getName())) {
            while (!stop) {
                System.out.println(111);
            }
        } else if ("t2".equals(Thread.currentThread().getName())) {
            stop = true;
        }
    }
}

这里会输出111一次，是因为第二个线程修改了stop之后，第一个线程也能立即感知，就不会出现死循环的情况。反之，如果将volatile关键字去除后，就会出现死循环了。