Java的volatile關鍵字在JDK原始碼中經常出現，但是對它的認識只是停留在共享變數上，今天來談談volatile關鍵字。

volatile，從字面上說是易變的、不穩定的，事實上，也確實如此，這個關鍵字的作用就是告訴編譯器，只要是被此關鍵字修飾的變數都是易變的、不穩定的。那為什麼是易變的呢？因為volatile所修飾的變數是直接存在於主記憶體中的，執行緒對變數的操作也是直接反映在主記憶體中，所以說其是易變的。

什麼是主記憶體？為什麼是在主記憶體中？先看看java的記憶體模型（JMM）中記憶體與執行緒的關係。

圖片來自《深入理解Java虛擬機器》

JMM中的記憶體分為主記憶體和工作記憶體，其中主記憶體是所有執行緒共享的，而工作記憶體是每個執行緒獨立分配的，各個執行緒的工作記憶體之間相互獨立、互不可見。線上程啟動的時候，虛擬機器為每個記憶體分配了一塊工作記憶體，不僅包含了執行緒內部定義的區域性變數，也包含了執行緒所需要的共享變數的副本，當然這是為了提高執行效率，讀副本的比直接讀主記憶體更快。

那麼對於volatile修飾的變數（共享變數）來說，在工作記憶體發生了變化後，必須要馬上寫到主記憶體中，而執行緒讀取到是volatile修飾的變數時，必須去主記憶體中去獲取最新的值，而不是讀工作記憶體中主記憶體的副本，這就有效的保證了執行緒之間變數的可見性。

volatile特性一：記憶體可見性，即執行緒A對volatile變數的修改，其他執行緒獲取的volatile變數都是最新的。

舉個栗子：

volatile boolean flag;
...
while(!flag){
doSomeThing();
}

檢查標記判斷退出迴圈

volatile的例子很難重現，因為只有在對變數讀取頻率很高的情況下，虛擬機器才不會及時寫回到主記憶體，而當頻率沒有達到虛擬機器認為的高頻率時，普通變數和volatile是同樣的處理邏輯。

volatile特性二：可以禁止指令重排序

至於重排序是啥？我們通過個簡單的例子瞭解下。

public class SimpleHappenBefore {
    /** 這是一個驗證結果的變數 */
    private static int a=0;
    /** 這是一個標誌位 */
    private static boolean flag=false;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //由於多執行緒情況下未必會試出重排序的結論,所以多試一些次
        for
 
(int i=0;i<1000;i++){
            ThreadA threadA=new ThreadA();
            ThreadB threadB=new ThreadB();
            threadA.start();
            threadB.start();

            //這裡等待執行緒結束後,重置共享變數,以使驗證結果的工作變得簡單些.
            threadA.join();
            threadB.join();
            a=0;
            flag=false;
        }
    }

    static class ThreadA extends Thread{
        public void run(){
            a=1;
            flag=true;
        }
    }

    static class ThreadB extends Thread{
        public void run(){
            if(flag){
                a=a*1;
            }
            if(a==0){
                System.out.println("ha,a==0");
            }
        }
    }
}

這裡有兩個共享變數a和flag，初始值分別為0和false。在ThreadA中先給a=1，然後flag=true。 如果按照有序的話，那麼在ThreadB中如果if(flag)成功的話，則應該a=1，而a=a*1之後a仍然為1，下方的if(a==0)應該永遠不會為真，永遠不會列印。
但實際情況是，在試驗100次的情況下會出現0次或幾次的列印結果，而試驗1000次結果更明顯，有十幾次列印。

以上這種現象就是由於指令重排序造成的。
那麼什麼是指令重排序？–為了儘可能減少記憶體操作速度遠慢於CPU執行速度所帶來的CPU空置的影響，虛擬機器會按照自己的一些規則將程式編寫順序打亂。

如果變數沒有volatile修飾，程式執行的順序可能會進行重排序。