volatile与内存可见性

Java 内存模型 (JMM) 中的一个核心问题是线程对共享变量的可见性。在多线程环境中，每个线程都有自己的工作内存（即 CPU 缓存）。当一个线程修改了某个变量，其他线程并不能立即看到这个修改，因为每个线程可能都在使用自己工作内存中的缓存值。

volatile 的可见性机制：

• 强制刷新主内存：当一个线程对 volatile 修饰的变量进行写操作时，修改后的值会立即被刷新到主内存中，而不是缓存在该线程的工作内存中。

• 强制读取主内存：当一个线程对 volatile 修饰的变量进行读操作时，会直接从主内存中读取最新值，而不会从线程的工作内存中读取缓存的值。

• 示例代码

public class TestVolatile {
    
    static volatile boolean flag = false;
    
    public static void main(String[] args) {
        
        new Thread(() -> {
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            flag = true;
            
            System.out.println("子线程修改flag的值为：  " + flag);
            
        }).start();
        
        
        // while(true) 调用底层代码，效率极高，不会从主存中再次获取被其他线程修改过的数据
        while (true) {
            if (flag) {
                System.out.println("flag is true 主线程结束循环！");
                break;
            }

        }

    }
}

因此，volatile 保证了变量的可见性，即当一个线程修改了 volatile 变量后，其他线程能够立即看到最新的值。

volatile 与 synchronized 的对比

特性	volatile	synchronized
可见性	保证可见性	保证可见性
原子性	不保证原子性	保证原子性
重排序	禁止指令重排序	保证顺序执行
性能开销	较低（无锁机制）	较高（加锁/解锁开销）
使用场景	适用于简单状态标志位或单次读写	适用于复杂的临界区保护