Java volatile 关键字

Question

我知道有很多关于 volatile 的问题，但我只是从这个讨论中感到困惑： Java: how volatile guarantee visibility of "data" in this piece of code?

我阅读的每个网站都说可以将变量存储在缓存中（使该值对其他线程不可见）我什至发现了这个示例https://dzone.com/articles/java-volatile-keyword-0

所以我的第一个问题是：Java 是否将变量值存储在缓存中（其中一个？l1 l2 或 l3）

我的另一个问题是可见性部分。例如：

public int num1 = 1;
public int num2 = 2;
public int num3 = 3;
public int num4 = 4;
public int num5 = 5;
...
num1 = 10;
num2 = 20;
num3 = 30;
num4 = 40;
num5 = 50;

在这个例子中，变量的执行顺序是没有保证的。 如果我使 num2 易变，它可以向我保证 num1、num2 和 num3 的订单执行将与其定义的完全一样，但它不能向我保证 num4 和 num5 ？

编辑 我刚读完彼得劳里的文章 http://vanillajava.blogspot.com.es/2012/01/demonstrating-when-volatile-is-required.html 他写道：“如果没有 volatile，这会以多种可能的方式发生故障。一种方式是两个线程都认为它们已经更改了值并正在等待另一个，即 每个线程都有自己的缓存值副本. "

所以我更困惑..关于那个

对不起，这个问题可能很愚蠢，但我真的很困惑。

Answer 1

当您寻找此类行为的准确描述时，最好查看Java Language Specification。在链接的章节中，您将找到有关线程行为和编译器重新排序以及volatile 如何在此处发挥作用的信息。

Answer 2

分配的顺序不受volatile 的影响。关键字 volatile 保证多个线程访问例如 int 值“看到”相同的值。这个变量的值永远不会在线程本地缓存：所有读取和写入都将直接进入“主内存”。对变量的访问就像它被包含在一个同步块中一样，在其自身上同步。

Answer 3

包括 JVM 在内的大多数程序都不会明确地将变量放在任何特定的缓存中。 JIT 做出的唯一决定是

• 它会完全消除变量吗？
• 它会将其放入寄存器中吗？
• 是否将它放在内存中的堆栈上？ （以及相对于堆栈顶部的位置）
• 是否将它放在堆上的对象中？ （以及对象的位置）

您唯一的选择是变量是在对象中还是在堆栈中。 （您也可以选择完全避免使用变量）注意，如果您将字段放在对象中，如果可以避免创建对象，jit 仍然可以只将其放入堆栈。

使num2 volatile 提供的唯一可见性保证是，如果您看到 num2 == 20，则必须看到 num1 == 10。您还可以保证在其他线程中的某个时间点看到 num2 == 20。 您可能会看到 num3 == 3 或 num3 == 30。您可能永远不会在另一个线程中看到 num3，因为它不是 volatile 或 final。如果您在第二次写入 num2 之前在另一个线程中读取该字段，您可能会看到 num3 == 0 这是未初始化的值。

每个都有自己的缓存副本。

这不是由 Java 决定的，而是 CPU 的实现细节。每个内核在 x64、Sparc 和 ARM 中都有自己的 L1 和 L2 缓存。这些缓存对于每个内核都是本地的以提高速度，这意味着它们可能彼此不同步。确保它们始终保持同步会大大减慢它们的速度。