四、Volatile變量的使用

　　volatile變量的讀寫對所有線程立即可見

　　只是讀和寫一步，復雜的運算不能保證對其他線程可見，因為復雜的運算可能會被編譯成多條指令，JMM只保證，volatile變量從工作內存寫回到主存是對其他線程可見的。先看一個具體的例子。

　　static volatile int i = 0;

　　// -XX：+PrintGC

　　// -XX：+PrintGCDetails

　　// -Xms20m

　　// -Xmn10m

　　// -Xmx20m

　　// -XX：+UseSerialGC

　　// -XX:MaxTenuringThreshold=15

　　// -XX：-HandlePromotionFailure

　　// -XX：+PrintHeapAtGC

　　public static void main（String［］ args） {

　　int a = i++;

　　}1234567891011121314

　　編譯后的指令

　　JMM只是能夠保證（并不一定能夠保證，但是一條字節碼的指令也是由若干機器指令完成的，但是能夠說明問題了）getstatic 和 putstatic volatile變量的時候是原子的，至于中間的一些列操作，并不能夠保證再次期間沒有其他線程對i操作生成臟數據。也就是，JMM保證get操作的值是當前內存中最新的，以及put之后內存中i的對其他內存可見。

　　禁止指令的重排序

　　這一點，《java并發編程的藝術》一書中講的比較詳細。

　　重排序分為編譯器重排序和處理器重排序。為了實現volatile內存語義，JMM會分別限制這兩種類型的重排序類型。JMM針對編譯器制定的volatile重排序規則見下表。

　　個人總結來說，

　　volatile的讀下面的任何操作都不能重排序到volatile讀操作的上方，volatile上面的普通讀寫可重排序到下方。

　　volatile的寫上面的任何操作都不能重排序到volatile寫操作的下方，volatile下面的普通讀寫可重排序到上方。

　　任何兩個volatile的讀寫順序不能重排。

　　為了實現上述的volatile的內存語義，編譯器在生成字節碼時，會在指令序列中插入內存屏障來禁止特定類型的處理器重排序。（StoreStore等屏障的介紹見文章最后）

　　在每個volatile寫操作的前面插入一個StoreStore屏障。

　　在每個volatile寫操作的后面插入一個StoreLoad屏障。

　　在每個volatile讀操作的后面插入一個LoadLoad屏障。

　　在每個volatile讀操作的后面插入一個LoadStore屏障。

　　插入屏障后的效果見下圖

　　LoadLoad屏障用來禁止處理器把上面的volatile讀與下面的普通讀重排序。LoadStore屏障用來禁止處理器把上面的volatile讀與下面的普通寫重排序。

　　StoreStore屏障可以保證在volatile寫之前，其前面的所有普通寫操作已經對任意處理器可見了。這是因為StoreStore屏障將保障上面所有的普通寫在volatile寫之前刷新到主內存。

　　這里比較有意思的是，volatile寫后面的StoreLoad屏障。此屏障的作用是避免volatile寫與后面可能有的volatile讀/寫操作重排序。因為編譯器常常無法準確判斷在一個volatile寫的后面是否需要插入一個StoreLoad屏障（比如，一個volatile寫之后方法立即return）。為了保證能正確實現volatile的內存語義，JMM在采取了保守策略：在每個volatile寫的后面，或者在每個volatile讀的前面插入一個StoreLoad屏障。從整體執行效率的角度考慮，JMM最終選擇了在每個volatile寫的后面插入一個StoreLoad屏障。因為volatile寫-讀內存語義的常見使用模式是：一個寫線程寫volatile變量，多個讀線程讀同一個volatile變量。當讀線程的數量大大超過寫線程時，選擇在volatile寫之后插入StoreLoad屏障將帶來可觀的執行效率的提升。從這里可以看到JMM在實現上的一個特點：首先確保正確性，然后再去追求執行效率。

　　上面這段話引自《java并發編程的藝術》一書，但是不是很明白，volatile的寫前面的所有操作都不得拍到volatile寫之后，為什么這里只加入了Store-Store屏障呢，這樣普通讀不就可以重拍到volatile寫的下方了？？？？？？

　　如果，volatile讀的上面還有volatile讀，因為volatile讀下面都會插入load-load屏障，所以兩者不會重排。如果volatile讀的上面還有volatile寫，volatile寫后面加入了store-load，所以下面的volatile讀不能能與之重排序。

　　屏障介紹：