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volatile写的内存语义

• 当写一个volatile变量时，JMM会把该线程对应的本地内存中的共享变量值刷新到主内存。

volatile读的内存语义：

• 当读一个volatile变量时，JMM会把该线程对应的本地内存置为无效，线程接下来将从主内存中读取共享变量。

volatile内存语义的实现原理

JMM属于语言级的内存模型，它确保在不同的编译器和不同的处理器平台之上，通过禁止特定类型的编译器重排序和处理器重排序，为程序员提供一致的内存可见性保证。

volatile禁止重排序规则

为了实现volatile的内存语义，JMM会限制编译器重排序，JMM针对编译器制定了volatile重排序规则表。

volatile禁止重排序场景

1. 当第二个操作是volatile写时，不管第一个操作是什么，都不能重排序。
2. 当第一个操作是volatile读时，不管第二个操作是什么，都不能重排序。
3. 当第一个操作是volatile写，第二个操作是volatile读时，不能重排序。

有序性案例分析

案例描述

假设我们有一个共享变量count，它被多个线程同时访问和修改。为了避免线程安全问题，我们可以使用volatile关键字来确保变量的可见性和有序性。

错误代码：

public class SharedCount {  private volatile int count = 0;  public void increment() {  count++;  }  public int getCount() {  return count;  }  
}

在上面的代码中，我们使用volatile关键字来修饰变量count。这确保了当一个线程修改了count的值后，其他线程能够立即看到更新后的值。此外，volatile关键字还确保了内存屏障的插入，以确保指令的重排序不会影响到变量的可见性。

如果我们没有使用volatile关键字修饰count变量，那么可能会遇到线程安全问题。例如，当一个线程修改了count的值后，其他线程可能仍然看到旧的值，因为它们可能缓存了该变量的副本。此外，由于没有内存屏障的插入，指令的重排序可能导致不可预期的结果。

如何纠正：

为了纠正上述错误代码，我们可以使用volatile关键字来修饰count变量。这样，当一个线程修改了count的值后，其他线程能够立即看到更新后的值，并且由于内存屏障的插入，指令的重排序不会影响到变量的可见性。

纠正后

public class SharedCount {  private volatile int count = 0;  // 使用volatile关键字修饰count变量  public void increment() {  count++;  // 每次修改count时都会强制从主内存中读取最新值，并刷新到本地缓存中  }  public int getCount() {  return count;  // 每次读取count时都会从主内存中读取最新值，而不是从本地缓存中读取旧值  }  
}

通过使用volatile关键字，我们可以确保count变量的可见性和有序性，从而避免线程安全问题。