什么是內存可見性?

　　這里就要提一下JMM(Java內存模型)。當線程在運行的時候，并不是直接直接修改電腦主內存中的變量的值。線程間通訊也不是直接把一個線程的變量的值傳給另一個線程，讓其刷新變量。下面是一副抽象的結構圖。

　　線程A要想和線程B通信，其實是通過改變主內存中的共享變量的值。具體的工作原理就是，線程A不能直接修改主內存中的值，而是在主內存和線程A中需要一個緩存區(qū)(每個線程都有自己的一個緩沖區(qū))，再將共享變量的副本拷入緩沖區(qū)，在緩沖區(qū)里修改完之后再通過一些指令將副本改變的值刷新進主內存。這里刷新就會出現(xiàn)很多問題，有可能線程A修改了共享變量的值沒有刷新進去，當B需要使用共享變量的時候就會用舊值。所以這就是多線程存在一個比較大的問題。前面介紹的synchronized關鍵字，以及現(xiàn)在介紹的volatile，后面會介紹的CAS，其實都會解決這個內存可見性的問題。不過實現(xiàn)原理不同。要保證內存可見性也就是每一個線程修改一次共享變量的值，都需要讓主內存中的變量刷新，并且讓其他線程也刷新共享變量副本。

　　volatile如何實現(xiàn)內存可見性?

　　其實volatile的可見性底層原理主要是內存屏障和禁止重排序。內存屏障是在volatile變量讀操作之前加入load指令，從主內存中讀取最新的共享變量，而不是使用之前的副本值，同樣寫的時候也是加入store指令，將本地內存中的共享變量值強制刷新到主內存中。這樣就保證了每個線程拿到的volatile變量是最新的值。下面是兩個示意圖

                                           

　　StoreStore屏障：對于這樣的語句Store1; StoreStore; Store2，在Store2及后續(xù)寫入操作執(zhí)行前，保證Store1的寫入操作對其它處理器可見。

　　StoreLoad屏障：對于這樣的語句Store1; StoreLoad; Load2，在Load2及后續(xù)所有讀取操作執(zhí)行前，保證Store1的寫入對所有處理器可見。它的開銷是四種屏障中最大的。在大多數(shù)處理器的實現(xiàn)中，這個屏障是個萬能屏障，兼具其它三種內存屏障的功能

　　LoadLoad屏障：對于這樣的語句Load1; LoadLoad; Load2，在Load2及后續(xù)讀取操作要讀取的數(shù)據(jù)被訪問前，保證Load1要讀取的數(shù)據(jù)被讀取完畢。也就是

　　LoadStore屏障：對于這樣的語句Load1; LoadStore; Store2，在Store2及后續(xù)寫入操作被刷出前，保證Load1要讀取的數(shù)據(jù)被讀取完畢。

　　上面四個屏障不但會強制變量刷新，而且會防止指令之間的重排序(JVM對于沒有數(shù)據(jù)依賴關系的指令會進行重排序，指令重排序也會導致變量的值讀取是錯誤的)。volatile的底層就是這樣實現(xiàn)，較synchronized更為輕量級，畢竟synchronized是用來修飾方法和代碼塊的，而volatile保證的只是一個變量，所以更為輕量級。

　　如何優(yōu)化volatile關鍵字?

　　我們先來弄清楚對于英特爾酷睿i7、酷睿、Atom和 NetBurst，以及Core Solo和Pentium M處理器的L1、L2或L3緩存的高速緩存行是64個字節(jié)寬，不支持部分填充緩存行。要想優(yōu)化volatile變量運行速度，只需要將變量追加到64個字節(jié)

　　也就是如果一個volatile變量存入高速緩存且不足64個字節(jié)長度，這時候可能在同一個緩存行中就會再存入另一個volatile變量，而由于緩存一致性機制，當處理第一個volatile變量的時候，整個緩存行是鎖定的，這時候第二個volatile變量或者緩存行其他變量需要被其他處理器操作就必須等到第一個volatile變量操作完才能進行。如果這時volatile變量是64個字節(jié)獨占一個緩存行的時候，那么就不會有上面的影響發(fā)生。

　　那么什么時候我們都需要追加64個字節(jié)嗎?有下面兩種情況不需要追加

　　1、緩存行非64字節(jié)寬的處理器。如P6系列和奔騰處理器，它們的L1和L2高速緩存行是32個字節(jié)寬。

　　2、共享變量不被頻繁地寫?？梢钥闯鲎芳幼止?jié)的方式是需要性能消耗的，如果共享變量不被頻繁地寫的話，鎖定的概率小，不需要追加字節(jié)。