[Java知识库]Java volatile只保证可见性和禁止指令重排，不保证原子性

volatile关键字作用（变量可见性、禁止指令重排序）

前置知识：内存读取的速度跟不上CPU的速度（会降低CPU执行指令的速度），所以有了CPU高速缓存。
也就是说，CPU在从主存读取数据的时候，会从复制一份数据到缓存中，运算结束再把数据刷新到主存中。
MSI协议（缓存一致性）：主存有一个共享变量，多个CPU缓存复制一份副本，如果主存中共享变量修改，所以CPU缓存中副本都失效。

1、变量可见性（变量修改->重新到主存读数据）

当一个变量被修饰为volatile的时候，一旦这个变量被写修改了，其他缓存中这个变量的副本就会全部失效，因此得重新到主存中读最新的变量。
这就保证了当一个线程修改了某个值，其他线程就可以立即获取。

2、禁止指令重排序

举个例子，创建对象实例需要三个过程

1. 在堆中开辟内存
2. 调用构造器进行初始化
3. 将对象引用复制给变量
   但是由于指令重排并不保证2一定在3前面执行，但1一定是最先执行的的（2，3对1有依赖关系）
   如果此时3先执行，然后访问成员，由于还没执行2的初始化，会导致异常。
   表示加入内存屏障，告诉CPU和编译器，这个屏障前后的指令不能进行重排序。

volatile不保证原子性

有个变量 int cnt=0;

1. 线程A和线程B同时读到缓存中都是cnt=0
2. 线程A先执行 cnt=cnt+1，得到cnt=1存放到寄存器A中，然后线程A就阻塞了。由于寄存器A中的值还未刷新到主存中，所以主存中的数据还是cnt=0，线程B中cnt=0缓存还不会失效。
3. 此时线程B马上执行cnt=cnt+1，并马上刷回到主存中，此时触发MSI(缓存一致性原则)，导致线程A中缓存值失效。
4. 线程A中值cnt失效，重新到主存中获取cnt=1，然后再把寄存器（MSI协议并不会映像到寄存器）中的cnt=1刷新到主存中，这就导致了线程安全问题。