volatile解决多线程内存可见性问题,保证写操作立即刷回主存、读操作强制从主存获取,但不保证原子性与互斥,适用于独立布尔标志或状态开关等场景。

volatile 解决的是多线程下的内存可见性问题
当多个线程同时读写同一个实例变量时,volatile 保证一个线程对变量的修改能立即被其他线程看到。它不解决原子性(比如 i++ 仍会出错),也不提供互斥,只确保“写完立刻刷回主存,读时一定从主存取”。没有 volatile,JVM 可能将变量缓存在线程本地的 CPU 寄存器或高速缓存中,导致其他线程长期看不到更新。
volatile 不能替代 synchronized 的典型场景
以下操作即使加了 volatile 依然线程不安全:
-
volatile int count = 0;,然后多个线程执行count++—— 因为count++是“读-改-写”三步,非原子 - 依赖前值的条件更新,如
if (flag) { doSomething(); flag = false; },即使flag是volatile,doSomething()和赋值之间无锁保护,可能重入或漏执行 - 对象引用虽
volatile,但对象内部字段未加保护:例如volatile List,后续调用list = new ArrayList(); list.add(...)不受volatile保障
volatile 的内存语义和编译器优化限制
volatile 写操作具有“释放”(release)语义,读操作具有“获取”(acquire)语义,这会禁止某些重排序:
- 编译器不会把
volatile写之前的普通写操作重排到其后 - 不会把
volatile读之后的普通读操作重排到其前 - 但它不阻止非 volatile 操作之间的重排序,也不构成 happens-before 关系链的完整闭环(比如两个 volatile 写之间不自动建立顺序)
这意味着:仅靠 volatile 无法实现安全的双重检查锁单例(DCL),必须配合 final 字段或显式同步。
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什么时候该用 volatile 而不是 synchronized
适用场景非常明确,满足全部以下条件才考虑:
- 变量是布尔标志、状态开关、简单数值等基本类型或不可变对象引用
- 写操作不依赖当前值(即不出现
x = x + 1或if (x == 1) x = 2这类读-写耦合) - 变量独立,不参与复合逻辑(比如不和其他变量组成不变式)
- 需要低开销的可见性通知,且能接受无锁带来的弱一致性边界
典型例子:
public class TaskRunner {
private volatile boolean running = false;
public void start() {
running = true;
new Thread(() -> {
while (running) {
// do work
}
}).start();
}
public void stop() {
running = false; // 其他线程立即可见
}
}这里 running 仅用于控制循环,每次读写都独立,volatile 刚好够用。
最容易被忽略的一点:volatile 对 long 和 double 的读写是原子的(JVM 规范保证),但不意味着它们的复合操作(如 l++)安全;另外,32 位 JVM 上非 volatile 的 long/double 读写可能被拆成两次 32 位操作,产生“半个值”现象——而 volatile 能杜绝这点。










