变量可见性

每个线程会有各自的线程栈，可以理解为有各自的工作内存，在线程之外还有一个共享的主内存，默认不加 volatile 关键字的变量，JVM 不会保证把变量读取到主内存去。

1. 不加 volatile 的变量，读取和更新只影响了当前线程的工作内存，其他线程对变量改变不可见。
2. 加了 volatile 的变量，在读取时会先从主内存中加载数据到主内存中。在更新变量时，更新工作内存的同时会去更新主内存（怎么保证一致性的？通过 CPU 的缓存一致性方案解决（MESI），每个线程有自己的存储空间在更新到主存时依赖 CPU 的缓存一致性协议来保证数据一致性）

3. 加了 volatile 的变量，在同一线程更新此变量时，会同时把非 volatile 变量刷新到主内存中去。（如果一个线程更新了 volatile 变量 和 非 volatile 变量，另一个线程只更新了非 volatile 变量，怎么保证这个非 volatile 变量的一致性？)

指令重排

1. CPU 为了提高执行效率，会把没有依赖逻辑的变量操作进行指令重排（或者说是执行顺序的不确定性）。（指令重排可能发生在两个环节：1. Java编译阶段，转换为字节码的阶段。2. CPU 执行阶段）

2. As-if-serial 语义是，所有的动作（Action）都可以为了优化而被重新排序，但是必须保证重新排序后的结果和程序代码本身应有的结果一致。

   int a = 1;
   int b = 2;
   int c = a + b;
   // 将上面代码转为字节码或者机器指令，可以展开以下几步
   // 1. 对 a 进行赋值
   // 2. 对 b 进行赋值
   // 3. 取 a 的值
   // 4. 取 b 的zhi
   // 5. 将取到的两个值相加后存入 c
   

   在上面的 5 个动作中， 动作 1 可能会和动作 2、4 重排序，动作 2 可能会和动作 1、3 重排序，动作3可能会和动作2、4重排序，动作4可能会和1、3重排序。但动作1和动作3、5不能重排序。动作2和动作4、5不能重排序。因为它们之间存在数据依赖关系，一旦重排，as-if-serial语义便无法保证。

Happens-Before

何时使用 volatile 关键字

相关文档

JVM官方文档 (opens new window)

Java并发编程：volatile关键字解析 (opens new window)

Guide to the Volatile Keyword in Java (opens new window)