从JMM的角度浅析volatile关键字功能及作用以及其基础原理

看下这样一段代码：
我在一个方法中建立了个死循环，循环的判断条件为一个boolean类型的成员变量。
然后在main线程中，创建了一个新的名为 “t1” 的线程，去执行这个方法。
等待一秒后，mian线程自身，将该成员变量的值改为false，试图使其不满足条件从而循环终止。
按照正常的逻辑来说，按照脑海中预演的情况来说，应该是没问题的。
可是执行后却没有得到想要的结果，控制台输出 “start” 后再无反应，程序一直没有终止，即 死循环没有退出。

package com.skypyb.test;
public class VolatileDemo {
    boolean flag = true;
    void run() {
        System.out.println("start");
        while (flag) {
            //这是个死循环
        }
        System.out.println("end");
    }
    public static void main(String[] args) {
        VolatileDemo v = new VolatileDemo();
        new Thread(v::run, "t1").start();
        //等一秒
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        v.flag = false;
    }
}

 
想要让程序正确执行的话，将定义语句 boolean flag = true; 改为 volatile boolean flag = true;  程序就可以正确执行，这是为什么呢？
 
这里要涉及一点 java 内存模型，JMM。
JMM 里头，他有分配一块内存，叫主内存。类比于操作系统中的主存，主要存放线程间的共享数据（除去方法参数、局部变量）。
然后，每个线程在执行的过程当中，都有一个WorkingMemory，是主内存中部分数据的副本，只能该线程访问，类比于硬件的高速缓存。线程对数据的访问通常只能在workingMemory中进行，不能直接与主存交互。
比如cpu运行多个不同的线程的话，每个线程都有一个WorkingMemory，cup就是将主内存里边的数据读过来读到WorkingMemory里，然后再进行修改，比如+1+1+1+1，修改完后，再给他写回内存去。
 
我上边写的代码，这几个线程是怎么执行的呢？
在我的代码中，flag 是存在于堆内存中的 v 对象中。
当线程 t1 开始跑后，它首先会从主内存中把这个 flag 变量给它 copy 到自己的工作内存里边，然后开始运行。在cpu处理的过程之中，由于这cpu处理这个线程的部分他非常的忙，一直在while循环嘛，就不再去读主内存里边的数据了，一直在读自己的缓冲区(线程的工作内存)。
main 线程，改flag的参数，也是把 flag 参数 true 给读到自己的工作内存里边，然后进行修改，修改完事后，发现自己工作内存中的数据和主存中不一致，于是将自己工作内存中的数据给他刷新到主存中去。
这个时候就有问题了。第一个线程没有在主存里重新读啊？所以，这时候第一个线程就结束不了。
 
 

volatile 关键字功能及作用:

简单的来说，volatile 关键字，主要功能是使一个变量在多个线程间可见。
volatile关键字修饰的变量一旦在主存中被改变时，就会通知别的使用到该变量的线程：你们的缓冲区中的内容过期了,需要再重新刷新一下。
以上面那个代码例子来说 ，这样定义语句 volatile boolean flag = true;
当 main 线程修改主内存中 flag 的值时。这个时候， t1 线程，就会去重新读一遍主存，刷新自己的缓冲区(工作空间)。此时 t1 线程中的 flag 刷新为 false ，故循环停止。程序运行完毕。
 
虽然 volatile 用起来比较简单，但是该关键字背后代表的逻辑还是很深的。
 
 
还有个点要注意:
volatile并不能保证多个线程共同修改某一变量时所带来的不一致问题，也就是说 volatile 不能代替 synchronized。
当然， volatile 的效率高 synchronized 很多倍。但是该上锁的时候也只能上锁。
synchronized 是 既有可见性，又保证原子性。而 volatile 只保证可见性。synchronized的实现也是比 volatile 更重的。
 
 
关于 synchronized  本来也有一篇文章要写的。想想还是算了，本来想写点加锁释放锁的原理、可重入性质和可见性和原理啥的。
不过我过了归纳的那一段时间了，现在想归纳总结一通怪麻烦的。反正这些知识脑子里都有，就不记录了。