volatile关键字

对volatile关键字的总结:volatile用来保证该变量对所有线程的可见性（从主内存加载到工作线程的值是最新的），但不保证原子性。

码出高效这么说:

每个线程都有独占的内存区域（工作线程），如操作栈，本地变量表等。线程本地内存保存了引用变量在堆内存中的副本,线程对变量的所有操作都在本地内存区域中进行，执行结束后再同步到堆内存中去(线程公有的主内存)

当然JMM和JVM内存结构不是一个层面上的划分，JMM更多的是为了描述变量原子性，可见性，线程的工作内存某种程度上来说是涵盖了虚拟机栈帧和程序计数器，而主内存则涵盖了所有的变量实例，不管是成员变量还是局部变量。所以我们平时讨论原子性，可见性的时候还是专门拿JMM内存模型来讲，而不是用JVM内存布局。

我们可以画出JMM内存

image.png

其中read:将主内存中的变量值读取到工作内存中
load:将read读取到的值保存到工作内存中的变量副本当中
store:将变量副本的值存储到主内存中
write:将store存储的值写入到主内存的共享变量中

而volatile关键字JMM在执行的时候会在最后加入一个内存屏障，内存屏障阻止了编译器的指令重排，告诉CPU和编译器，先于这个命令的必须先执行，后于这个命令的必须后执行。JMM会在write操作后加入一个写屏障，read操作前加入一个读屏障。
写屏障保证了一旦完成写入，任何访问主内存的线程，线程值都是最新的。
读屏障保证了，读取前，所有的写操作都将执行完成，保证读取到的值是最新的。
内存屏障/读写屏障保证了volatile关键字的可见性，同时保证了指令重排。因为为了实现内存屏障，JMM在编译器和处理器层面限制指令重排序。

volatile关键字为什么没有原子性?
从load到store到内存屏障到write之间，内存屏障固然保证了最新的变量值在所有线程可见，但从load到store是不安全的，这期间如果修改了值将产生丢失。

自增没有原子性。屏障，将主存值read到工作内存，load到变量副本，修改，store到主存，屏障，write。
改进:AtomicLong具有可见性和原子性。
volatile保证可见性，由于volatile仅进行读取和写入（set，get场景），并没有修改，因此引入了CAS的AtomicLong保证了可见性和原子性

volatile使用场景:一写多读。典型应用:CopyOnWriteArrayList(COW)。此外concurrentHashmap也有使用。