知道这些，面试时volatile就稳了

在Java相关的岗位面试中，很多面试官都喜欢考察面试者对Java并发的了解程度，而以volatile关键字作为一个小的切入点，往往可以一问到底，把Java内存模型（JMM），Java并发编程的一些特性都牵扯出来，深入地话还可以考察JVM底层实现以及操作系统的相关知识。

本文以一次假想的面试过程，来深入了解下volitile关键字
题目有标题党的嫌疑，但是如果大家好好理解文中涉及到的两篇文章，相信你对volatile有更深刻的认识！

【灵魂拷问开始】

面试官：Java并发这块了解的怎么样？说说你对volatile关键字的理解？
面试官：能不能详细说下什么是内存可见性，什么又是重排序呢？
面试官：volatile怎么保证可见性的？多个线程之间的可见性，你能讲一下底层原理是怎么实现的吗？
面试官：volatile关键字是怎么保证有序性的？
面试官：volatile能保证可见性和有序性，但是能保证原子性吗？为什么？
面试官：了解过JMM内存模型吗？简单的讲讲
到这里，我的眼里已是常含泪水了。不是因为我对代码爱的深沉，而是因为我菜的真诚！

没事，不就是个破volatile吗？别念了，我学习还不行吗！

Q1：请你谈谈对volatile关键字的理解？

volatile是JVM提供的轻量级的同步机制

1.保证可见性
2.保证有序性，禁止指令重排
3.不保证原子性（需要借助synchronized或者CAS)

小伙子，不错么?，回答对了 1 + 1，得来点 2 + 2 的难度了

Q2：什么是内存可见性，volatile怎么保证多个线程之间的可见性的？

问题2和问题3讲到的可见性，用JMM来解释的话，本质上是同一个问题。至于有序性和重排序，到问题4再讨论。

一问到内存的可见性，volatile相关的，直接就把JMM内存模型搬出来好吧。先放图，然后再表演。

以下是俺个人的回答，有不足或漏洞，欢迎大家更正指出！

所谓可见性，是指当一条线程修改了共享变量的值，新值对于其他线程来说是可以立即得知的

每个线程都有自己独立的工作区间，为了匹配CPU的运行速度，他们不会直接从内存中读取数据，而是将数据拷贝一份到CPU缓存中（即每个线程自己的工作内存），他们之间的相互交互，是通过内存来完成的。

根据JMM内存模型的8大原子操作，每个线程在j将数据操作完stroe回主存之前，会加lock指令来锁定内存区域的缓存（缓存行锁定），根据MESI缓存一致性协议，总线通过侦听器发现数据被修改，会立即让其他线程工作内存中不一致的副本立即失效。

等到当前线程将更改后的数据write回主存后，立即执行unlock指令。

此时，其他线程再重新读取更新后的数据，再拷贝到自己的工作内存。总线侦听机制会在总线上检测线程的数据，发现有线程做了更改时准备store回主内存时，它就会立刻将其他线程工作内存中的副本置位无效，然后从新到主存获取更新后的值。

除了使用 volatile 关键字来保证内存可见性之外，使用synchronized或Lock锁也能保证变量的内存可见性。只是相比而言使用 volatile关键字开销更小，是轻量级的锁。

这就是内存可见性的原理。

Q3：volatile关键字是怎么保证有序性的？

使用volatile关键字修饰共享变量便可以禁止指令重排序。若用volatile修饰共享变量，在JVM底层volatile是采用“内存屏障”来实现禁止特定类型的处理器重排序。加入volatile关键字时，会多出一个lock前缀指令，lock前缀指令实际上相当于一个内存屏障（也成内存栅栏），内存屏障会提供3个功能：

1.它确保指令重排序时不会把其后面的指令排到内存屏障之前的位置，也不会把前面的指令排到内存屏障的后面；即在执行到内存屏障这句指令时，在它前面的操作已经全部完成；

2.它会强制将对缓存的修改操作立即写入主存；

3.如果是写操作，它会导致其他CPU中对应的缓存行无效。

JMM具备一些先天的有序性，通过Happens-Before原则就可以保证的一定的有序性。

Q4：volatile能保证可见性和有序性，但是能保证原子性吗？为什么？

volatile关键字不能保证原子性。

a. 当写一个volatile变量时，JMM会把该线程本地内存中的变量强制刷新到主内存中去；

b. 这个写会操作会导致其他线程中的缓存无效。

对于类似i++这样的复合操作，要想保证原子性，只能借助于synchronized、Lock以及并发包下的AtomicInteger的原子操作类。AtomicInteger对基本数据类型的 自增（加1操作），自减（减1操作）、以及加法操作（加一个数），减法操作（减一个数）进行了封装，保证这些操作是原子性操作。

Q5：了解过JMM内存模型吗？简单的讲讲

看着这张图，直接就巴拉巴拉一顿操作！