1.Volatile 原理解析
2.Java并发性：了解“Volatile”关键字
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4.源码分析： Java中锁的源码种类与特性详解
5.volatile关键字详解
6.深入理解和使用volatile关键字
Volatile 原理解析
Java volatile 关键字用于管理共享变量的可见性问题，确保线程间的源码同步。它确保了每次读取都将从主内存中进行，源码而不是源码从缓存中读取，每次写入也将写入主内存，源码而非仅仅缓存中。源码大话西游 源码下面详细阐述 volatile 关键字的源码原理与作用。
Java volatile 关键字保证了变量在多线程环境下的源码可见性，即一个线程对 volatile 变量的源码修改，可以立即被其他线程看到。源码这与非 volatile 变量不同，源码非 volatile 变量可能会在多个 CPU 缓存中存在多个副本，源码导致修改无法立即同步到其他线程。源码
假设一个共享对象包含一个 counter 变量。源码当两个线程同时访问 counter 时，源码如果 counter 未声明为 volatile，则它们可能不会看到对方的更新，导致可见性问题。声明 counter 为 volatile 后，每次读取都将直接从主内存中获取，确保了所有线程都看到最新的值。
可见性问题的解决依赖于 volatile 变量的写入立即写回主内存，且所有读取直接从主内存中读取，这确保了变量的最新值能够被所有线程及时访问。
Java volatile 的可见性保证还包括在写入 volatile 变量之前，其他变量的读写操作也必须写入主内存。同时，读取 volatile 变量之后的其他变量读写操作则必须在读取 volatile 变量之后发生。这确保了指令执行顺序的正确性。
然而，volatile 关键字并不能解决所有并发问题。在多线程同时写入共享 volatile 变量时，可能会出现多个线程生成同一变量的新值，并覆盖彼此的值，导致数据不一致。因此，尽管 volatile 关键字提供了可见性保证，仍然存在并发竞争问题。在处理多线程更新共享变量的情况时，还需结合其他同步机制，如锁或原子类，来确保数据的软件发源码原子性和一致性。
总结，Java volatile 关键字通过直接从主内存读取和写入 volatile 变量，实现了线程间的可见性保证。尽管它能够解决大部分并发可见性问题，但在多线程并发写入共享变量时，仍需结合其他同步策略来确保数据的一致性和正确性。
Java并发性：了解“Volatile”关键字
Java并发性：了解“Volatile”关键字
在多线程环境中，volatile关键字是确保线程间共享数据可见性与一致性的重要工具。本文将深入探讨volatile的定义、语境、应用以及误解，帮助开发者正确理解和使用此关键字。
volatile是一个用于字段的关键字，它保证了当一个线程向该字段写入值时，写入的值对随后读取该字段的任何线程“立即可用”。这个特性解决了多线程环境下共享数据的可见性问题，确保了线程间的同步。
在多线程编程中，正确同步共享状态的访问至关重要。volatile提供了一种轻量级的同步机制，它不依赖于传统的synchronized关键字或锁。volatile确保写入的值在所有读取该值的线程中都是可见的，即使在编译器优化、缓存或代码重新排序时也可能导致数据不一致。
volatile的作用在于解决可见性与排序问题，确保了在多线程环境下的正确行为。它与引用和对象之间的关系有所不同。volatile操作的是变量本身，而不仅仅是引用或对象。声明volatile变量确保了其值的即时可见性，这对于实现线程安全代码至关重要。
使用volatile的关键条件包括共享变量的可见性与原子性。当一个线程对volatile变量进行写操作时，它确保了其他线程在读取该变量前能看到最新的值。volatile变量不会被缓存在寄存器或缓存中，从而保证了在读取时始终获取到最新写入的值。
在并发编程中，正确使用volatile变量能够避免数据竞争与错误的结果。它通过防止编译器与运行时对代码进行重新排序，限制了对引用的重新排序，从而确保了操作之间的专业商城源码正确排序约束。底层实现上，volatile操作伴随着内存屏障指令，这有助于维护内存可见性的正确性。
虽然volatile提供了轻量级的同步，但它并不意味着可以随意使用，而应遵循特定的使用条件。正确的使用策略包括确保变量的正确可见性与原子性，并避免使用volatile处理复合操作、数组引用或对象引用。
总结而言，volatile是Java并发编程中一个关键的工具，它通过提供轻量级的同步机制，解决了多线程环境下的可见性与排序问题。正确理解和应用volatile，能够帮助开发者构建更安全、更高效的并发程序。
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源码分析： Java中锁的种类与特性详解
在Java中存在多种锁，包括ReentrantLock、Synchronized等，它们根据特性与使用场景可划分为多种类型，如乐观锁与悲观锁、可重入锁与不可重入锁等。本文将结合源码深入分析这些锁的设计思想与应用场景。
锁存在的意义在于保护资源，防止多线程访问同步资源时出现预期之外的错误。举例来说，当张三操作同一张银行卡进行转账，如果银行不锁定账户余额，可能会导致两笔转账同时成功，违背用户意图。因此，在多线程环境下，锁机制是必要的。
乐观锁认为访问资源时不会立即加锁，仅在获取失败时重试，通常适用于竞争频率不高的场景。乐观锁可能影响系统性能，故在竞争激烈的场景下不建议使用。Java中的乐观锁实现方式多基于CAS（比较并交换）操作，如AQS的锁、ReentrantLock、7权重源码CountDownLatch、Semaphore等。CAS类实现不能完全保证线程安全，使用时需注意版本号管理等潜在问题。
悲观锁则始终在访问同步资源前加锁，确保无其他线程干预。ReentrantLock、Synchronized等都是典型的悲观锁实现。
自旋锁与自适应自旋锁是另一种锁机制。自旋锁在获取锁失败时采用循环等待策略，避免阻塞线程。自适应自旋锁则根据前一次自旋结果动态调整等待时间，提高效率。
无锁、偏向锁、轻量级锁与重量级锁是Synchronized的锁状态，从无锁到重量级锁，锁的竞争程度与性能逐渐增加。Java对象头包含了Mark Word与Klass Pointer，Mark Word存储对象状态信息，而Klass Pointer指向类元数据。
Monitor是实现线程同步的关键，与底层操作系统的Mutex Lock相互依赖。Synchronized通过Monitor实现，其效率在JDK 6前较低，但JDK 6引入了偏向锁与轻量级锁优化性能。
公平锁与非公平锁决定了锁的分配顺序。公平锁遵循申请顺序，非公平锁则允许插队，提高锁获取效率。
可重入锁允许线程在获取锁的同一节点多次获取锁，而不可重入锁不允许。共享锁与独占锁是另一种锁分类，前者允许多个线程共享资源，后者则确保资源的独占性。
本文通过源码分析，详细介绍了Java锁的种类与特性，以及它们在不同场景下的应用。了解这些机制对于多线程编程至关重要。此外，还有多种机制如volatile关键字、经营类源码原子类以及线程安全的集合类等，需要根据具体场景逐步掌握。
volatile关键字详解
本文将深入解析volatile关键字在Java并发编程中的关键语义，以及它与Java内存模型的关系。首先，理解内存模型是理解volatile的基础，内存模型描述了多线程环境中变量如何在主内存和工作内存之间交互。volatile关键字在此中扮演了轻量级同步的角色，但正确理解其语义至关重要。
内存模型允许处理器使用缓存优化性能，但这也带来了缓存一致性问题。Java内存模型定义了规则，确保变量的读写操作在多线程环境下安全，其中volatile变量在工作内存中的值会立即同步回主内存，保证可见性。然而，volatile并不能保证原子性，对于需要原子操作的场景，应使用java.util.concurrent.atomic包中的原子类。
volatile能禁止指令重排序，一定程度上保证了有序性，如在单例模式的双重检测机制中，通过加入volatile可以防止指令重排导致的并发问题。在汇编层面，volatile会插入内存屏障操作，强制其他CPU刷新缓存，使得变量修改即时可见。
尽管volatile在某些场景下能提供可见性和禁止重排序，但它有使用限制，比如不能保证原子性，遇到需要原子操作的情况，仍需使用锁或其他同步机制。volatile适用于状态标记量和需要禁止指令重排序的场景，如单例模式中的双重检测。
总的来说，理解volatile的关键在于掌握其语义和使用场景，合理运用它能够简化并发编程的复杂性，但切勿滥用，以避免性能问题。对于并发编程的深入学习，推荐阅读相关教程和参考资料。
深入理解和使用volatile关键字
大家好！今天小黑要和大家聊聊Java并发编程的一个重要话题——volatile关键字。在Java的世界里，掌握并发编程是一项必备技能，尤其是当咱们处理多线程应用时。你可能听说过这样的情况：即使你的代码看起来毫无问题，但在并发环境下，它们就像是刚从床上起来的头发，乱七八糟！为什么会这样呢？原因在于多线程操作时存在的一些难以察觉的陷阱，比如变量的可见性问题、操作的原子性问题等等。
Java提供了多种机制来处理这些问题，其中volatile关键字就是一个重要的工具。可能有人会问，这个volatile到底是个什么东西？简单来说，它是Java提供的一种轻量级的同步机制。但别小看了这个“轻量级”，它在确保变量在多线程环境下的可见性方面，可是有着不可小觑的作用。在接下来的内容中，小黑将带你深入了解volatile，以及它在Java并发编程中的应用和局限性。
好了，现在咱们来深入了解一下volatile这个“神秘”的关键字。在Java中，volatile是一种用于声明变量的修饰符。它告诉JVM和编译器，这个变量可能会被多个线程同时访问，而且还不通过锁来控制。这听起来有点像是给变量加了一个“注意”标签，让它在并发环境下表现得更好。
首先，小黑给大家强调一下，volatile主要解决的是可见性问题。可见性，就像它字面上的意思，确保当一个线程修改了volatile变量的值时，其他线程能够立即知道这个改变。这听起来很简单，但在并发编程中，这个特性非常重要。为什么呢？因为在多线程环境中，每个线程可能在自己的工作内存中保留了变量的副本，这就导致了一个线程对变量的修改，其他线程不一定能立即看到。
下面小黑用一个小例子来展示volatile的使用。假设有一个简单的场景，我们有一个标志位变量，控制着一个线程的运行状态：
在这个例子中，flag变量被声明为volatile。这意味着，当stopThread方法被调用，将flag设置为true时，正在运行的线程会立即看到这个改变，并退出while循环。
volatile是Java并发编程中一个非常有用的工具，尤其是在处理可见性问题时。但是它并不是万能的，有它的局限性。
最后，通过这些例子，咱们可以看到volatile在实际编程中的应用场景。它是一个强大的工具，但要记住它的局限性和合适的使用场景。咱们在编写并发程序时，应该根据具体需求选择合适的同步机制。
7个连环问题揭开java多线程背后的核心原理！
摘要：很多java入门新人一想到java多线程， 就会觉得很晕很绕，什么可见不可见的，也不了解为什么sync怎么就锁住了代码。很多java入门新人一想到java多线程， 就会觉得很晕很绕，什么可见不可见的，也不了解为什么sync怎么就锁住了代码。
因此我在这里会提多个问题，如果能很好地回答这些问题，那么算是你对java多线程的原理有了一些了解，也可以借此学习一下这背后的核心原理。
Q: java中的主内存和工作内存是指什么？
A:java中， 主内存中的对象引用会被拷贝到各线程的工作内存中， 同时线程对变量的修改也会反馈到主内存中。
主内存对应于java堆中的对象实例部分（物理硬件的内存）
工作内存对应于虚拟机栈中的部分区域（ 寄存器，高速缓存）
工作内存中是拷贝的工作副本
拷贝副本时，不会吧整个超级大的对象拷贝过来， 可能只是其中的某个基本数据类型或者引用。
因此我们知道各线程使用内存数据时，其实是有主内存和工作内存之分的。并不是一定每次都从同一个内存里取数据。
或者理解为大家使用数据时之间有一个缓存。
Q: 多线程不可见问题的原因是什么？
A:这里先讲一下虚拟机定义的内存原子操作：
lock: 用于主内存， 把变量标识为一条线程独占的状态
unlock : 主内存， 把锁定状态的变量释放
read: 读取， 从主内存读到工作线程中
load: 把read后的值放入到 工作副本中
use： 使用工作内存变量， 传给工作引擎
assign赋值: 把工作引擎的值传给工作内存变量
store： 工作内存中的变量传到主内存
write： 把值写入到主内存的变量中
根据这些指令，看一下面这个图， 然后再看之后的流程解释，就好理解了。
read和load、store、write是按顺序执行的， 但是中间可插入其他的操作。不可单独出现。
assgin之后， 会同步后主内存。即只有发生过assgin，才会做工作内存同步到主内存的操作。
新变量只能在主内存中产生
工作内存中使用某个变量副本时，必须先经历过assign或者load操作。 不可read后马上就use
lock操作可以被同一个线程执行多次，但相应地解锁也需要多次。
执行lock时，会清空工作内存中该变量的值。 清空后如果要使用，必须重新做load或者assign操作
unlock时，需要先把数据同步回主内存，再释放。
因此多线程普通变量的读取和写入操作存在并发问题， 主要在于2点：
只有assgin时， 才会更新主内存， 但由于指令重排序的情况，导致有时候某个assine指令先执行，然后这个提前被改变的变量就被其他线程拿走了，以至于其他线程无法及时看到更新后的内存值。
assgin时从工作内存到主内存之间，可能存在延迟，同样会导致数据被提前取走存到工作线程中。
Q: 那么volatile关键字为什么就可以实现可见性？可见性就是并发修改某个值后，这个值的修改对其他线程是马上可见的。
A: java内存模型堆volatile定义了以下特殊规则：
当一个线程修改了该变量的值时，会先lock住主存， 再立刻把新数据同步回内存。
使用该值时，其他工作内存都要从主内存中刷新！
这个期间会禁止对于该变量的指令重排序
禁止指令重排序的原理是在给volatile变量赋值时，会加1个lock动作， 而前面规定的内存模型原理中， lock之后才能做load或者assine，因此形成了1个内存屏障。
Q: 上面提到lock后会限制各工作内存要刷新主存的值load进来后才能用， 这个在底层是怎么实现的？
A:利用了cpu的总线锁+ 缓存一致性+ 嗅探机制实现， 属于计算机组成原理部分的知识。
这也就是为什么violate变量不能设置太多，如果设置太多，可能会引发总线风暴，造成cpu嗅探的成本大大增加。
Q: 那给方法加上synchronized关键字的原理是什么？和volatie的区别是啥？
A:
synchronized的重量级锁是通过对象内部的监视器（monitor）实现
monitor的线程互斥就是通过操作系统的mutex互斥锁实现的，而操作系统实现线程之间的切换需要从用户态到内核态的切换，所以切换成本非常高。
每个对象都持有一个moniter对象
具体流程如下：
首先，class文件的方法表结构中有个访问标志access_flags， 设置ACC_SYNCHRONIZED标志来表示被设置过synchronized。
线程在执行方法前先判断access_flags是否标记ACC_SYNCHRONIZED，如果标记则在执行方法前先去获取monitor对象。
获取成功则执行方法代码且执行完毕后释放monitor对象
如果获取失败则表示monitor对象被其他线程获取从而阻塞当前线程
注意，如果是sync{ }代码块，则是通过在代码中添加monitorEnter和monitorExit指令来实现获取和退出操作的。
如果对C语言有了解的，可以看看这个大哥些的文章Java精通并发-通过openjdk源码分析ObjectMonitor底层实现
Q: synchronized每次加锁解锁需要切换内核态和用户态， jvm是否有对这个过程做过一些优化？
A:jdk1.6之后， 引入了锁升级的概念，而这个锁升级就是针对sync关键字的
锁的状态总共有四种，级别由低到高依次为：无锁、偏向锁、轻量级锁、重量级锁
四种状态会随着竞争的情况逐渐升级，而且是不可逆的过程，只能进行锁升级（从低级别到高级别），不能锁降级（高级别到低级别）
因此sync关键字不是一开始就直接使用很耗时的同步。而是一步步按照情况做升级
当对象刚建立，不存在锁竞争的时候， 每次进入同步方法/代码块会直接使用偏向锁
偏向锁原理： 每次尝试在对象头里设置当前使用这个对象的线程id， 只做一次，如果成功了就设置好threadId， 只要没有出现新的thread访问且markWord被修改，那么久）
2. 当发现对象头的线程id要被修改时，说明存在竞争时。升级为轻量级锁
轻量级锁采用的是自旋锁，如果同步方法/代码块执行时间很短的话，采用轻量级锁虽然会占用cpu资源但是相对比使用重量级锁还是更高效的。 CAS的对象是对象头的Mark Word， 此时仍然不会去调系统底层的方法做阻塞。
3. 但是如果同步方法/代码块执行时间很长，那么使用轻量级锁自旋带来的性能消耗就比使用重量级锁更严重，这时候就会升级为重量级锁，也就是上面那个问题中提到的操作。
Q: 锁只可以升级不可以降级, 确定是都不能降级吗？
A:有可能被降级， 不可能存在共享资源竞争的锁。java存在一个运行期优化的功能需要开启server模式外加+DoEscapeAnalysis表示开启逃逸分析。
如果运行过程中检测到共享变量确定不会逃逸，则直接在编译层面去掉锁
举例：StringBuffer.append().append()
例如如果发现stringBuffer不会逃逸，则就会去掉这里append所携带的同步
而这种情况肯定只能发生在偏向锁上， 所以偏向锁可以被重置为无锁状态。
本文分享自华为云社区，作者：breakDraw。
