线程安全（五）volatile 修饰共享变量（JIT即时编译器、指令重排序）

- 一、volatile 简介
- - 1.1 定义
  - 1.2 volatile 的两个特性
- 二、特性1：保证线程间的可见性
- - 示例1：普通场景
  - - 1）代码示例：
    - 2）执行结果：
    - 3）总结：
  - 示例2：被 JIT 即时编译器优化
  - - 1）代码示例：
    - 2）执行结果：
    - 3）原因分析：
    - 4）什么是 JIT 即时编译器？
    - 4）解决方案一：
    - 5）解决方案二：
- 三、特性2：禁止指令重排序
- - 3.1 场景举例
  - 3.2 使用 jcstress 复现指令重排序
  - 3.3 volatile 修复指令重排序问题
  - 3.4 volatile 防止指令重排的机制
  - 3.5 volatile 使用技巧
- 四、补充：什么是指令重排序？
- - 4.1 指令重排序的好处：提升处理速度
  - 4.2 重排序的 3 种情况
  - - 1）编译器优化
    - 2）CPU 重排序
    - 3）内存的 “重排序”（不是真正的重排序）

一、volatile 简介

1.1 定义

volatile 关键字可以用于修饰我们之前说的共享变量（主内存中存储的对象、成员变量、数组等）。

一旦共享变量被 volatile 修饰后，就具备了两层含义：

保证线程间的可见性。
禁止指令重排序。

1.2 volatile 的两个特性

特性1：保证线程间的可见性

用 volatile 修饰共享变量，能够防止编译器等优化发生，让一个线程修改共享变量的同时对另一个线程可见。

特性2：禁止指令重排序

用 volatile 修饰的共享变量，会在读/写共享变量时，加入不同的屏障，阻止其它读写操作越过屏障，从而达到阻止指令重排序的效果。

二、特性1：保证线程间的可见性

用 volatile 修饰共享变量，能够防止编译器等优化发生，让一个线程修改共享变量的同时对另一个线程可见。

示例1：普通场景

1）代码示例：

例如下面这段代码：

private static boolean stop = false;

public static void main(String[] args) {
   
    // 线程1
    new Thread(() -> {
   
        try {
   
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
   
            e.printStackTrace();
        }
        stop = true;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": modify stop to true...");
    }, "t1").start();
    // 线程2
    new Thread(() -> {
   
        try {
   
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + stop);
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
   
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName