【你问我答】volatile实现机制是怎样的？

volatile 可以保证线程可见性且提供了一定的有序性，但是无法保证原子性。在 JVM 底层是基于内存屏障实现的。 1. 当对非 volatile 变量进行读写的时候，每个线程先从内存拷贝变量到 CPU 缓存中。如果计算机有多个CPU，每个线程可能在不同的 CPU 上被处理，这意味着每个线程可以拷贝到不同的 CPU cache 中 2. 而声明变量是 volatile 的，JVM 保证了每次读变量都从内存中读，跳过 CPU cache 这一步，所以就不会有可见性问题: (1) 对 volatile 变量进行写操作时，会在写操作后加一条 store 屏障指令，将工作内存中的共享变量刷新回主内存；    （2）对 volatile 变量进行读操作时，会在写操作后加一条 load 屏障指令，从主内存中读取共享变量； 通过 hsdis 工具获取 JIT 编译器生成的汇编指令来看看对 volatile 进行写操作CPU会做什么事情，还是用上边的单例模式，可以看到（如图） 有 volatile 修饰的共享变量进行写操作时会多出第二行汇编代码，该句代码的意思是对原值加零，其中相加指令addl前有 lock 修饰。通过查IA-32架构软件开发者手册可知，lock前缀的指令在多核处理器下会引发两件事情：     1. 将当前处理器缓存行的数据写回到系统内存     2. 这个写回内存的操作会引起在其他CPU里缓存了该内存地址的数据无效 正是 lock 实现了 volatile 的「防止指令重排」「内存可见」的特性

了提高处理器的执行速度，在处理器和内存之间增加了多级缓存来提升。但是由于引入了多级缓存，就存在缓存数据不一致问题。 但是，对于volatile变量，当对volatile变量进行写操作的时候，JVM会向处理器发送一条lock前缀的指令，将这个缓存中的变量回写到系统主存中。 但是就算写回到内存，如果其他处理器缓存的值还是旧的，再执行计算操作就会有问题，所以在多处理器下，为了保证各个处理器的缓存是一致的，就会实现缓存一致性协议 缓存一致性协议：每个处理器通过嗅探在总线上传播的数据来检查自己缓存的值是不是过期了，当处理器发现自己缓存行对应的内存地址被修改，就会将当前处理器的缓存行设置成无效状态，当处理器要对这个数据进行修改操作的时候，会强制重新从系统内存里把数据读到处理器缓存里。 所以，如果一个变量被volatile所修饰的话，在每次数据变化之后，其值都会被强制刷入主存。而其他处理器的缓存由于遵守了缓存一致性协议，也会把这个变量的值从主存加载到自己的缓存中。这就保证了一个volatile在并发编程中，其值在多个缓存中是可见的。