為什么volatile能保證變量對(duì)所有線程的可見(jiàn)性?

　　在計(jì)算機(jī)程序中，當(dāng)多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)同一個(gè)變量時(shí)，可能會(huì)發(fā)生線程安全問(wèn)題，其中之一是變量的可見(jiàn)性問(wèn)題。這意味著一個(gè)線程在修改了一個(gè)變量的值之后，其他線程無(wú)法立即感知到這個(gè)變化，導(dǎo)致程序出現(xiàn)不一致的行為。

　　為了解決這個(gè)問(wèn)題，Java提供了一個(gè)關(guān)鍵字volatile。使用volatile關(guān)鍵字聲明的變量，其特點(diǎn)如下：

　　1.可見(jiàn)性：對(duì)于一個(gè)volatile變量的寫(xiě)操作，JVM會(huì)立即把修改后的值刷新回主內(nèi)存中，而不是僅僅保留在本地緩存中。這樣，其他線程就能夠看到該變量的最新值，從而避免了可見(jiàn)性問(wèn)題。

　　2.禁止指令重排：volatile關(guān)鍵字還可以禁止JVM對(duì)指令的重排優(yōu)化。在不加volatile關(guān)鍵字的情況下，JVM為了提高性能，可能會(huì)對(duì)指令進(jìn)行重排，導(dǎo)致程序出現(xiàn)意外的行為。而使用volatile關(guān)鍵字聲明的變量，JVM會(huì)保證指令的執(zhí)行順序和程序的代碼順序一致，從而避免了這種問(wèn)題。

　　接下來(lái)，我們通過(guò)一段代碼來(lái)演示下volatile關(guān)鍵字如何保證可見(jiàn)性：

public class VolatileDemo {
    private volatile boolean flag = false;

    public void setFlag() {
        flag = true;
    }

    public void printFlag() {
        System.out.println("flag = " + flag);
    }

    public static void main(String[] args) {
        final VolatileDemo demo = new VolatileDemo();

        new Thread(() -> {
            try {
                Thread.sleep(1000); // 模擬線程1執(zhí)行時(shí)間
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            demo.setFlag();
        }).start();

        new Thread(() -> {
            while (!demo.flag) { // 如果flag不是volatile，該循環(huán)可能會(huì)一直執(zhí)行下去
                // do nothing
            }
            demo.printFlag();
        }).start();
    }
}

　　在這個(gè)代碼中，我們聲明了一個(gè)名為flag的布爾型volatile變量。在程序啟動(dòng)后，我們啟動(dòng)了兩個(gè)線程，線程1會(huì)在1秒后將flag的值設(shè)為true，線程2會(huì)在flag變?yōu)閠rue之前一直循環(huán)等待。由于flag是volatile類(lèi)型，線程2能夠正確感知到flag的變化，從而在flag變?yōu)閠rue后打印出相應(yīng)的信息。如果flag不是volatile類(lèi)型，線程2可能會(huì)一直等待下去，因?yàn)樗鼰o(wú)法感知到flag的變化，從而導(dǎo)致程序出現(xiàn)錯(cuò)誤的結(jié)果。

　　需要注意的是，volatile關(guān)鍵字雖然可以保證可見(jiàn)性和禁止指令重排，但并不能保證原子性。也就是說(shuō)，如果一個(gè)變量被多個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)，并且這些線程都對(duì)它進(jìn)行修改操作，那么使用volatile關(guān)鍵字并不能保證程序的正確性。這時(shí)候需要使用其他的線程同步機(jī)制，如synchronized關(guān)鍵字或者Lock接口等。