一個工作了6年的Java程式設計師，在阿里二面，被問到“volatile”關鍵字。
然後，就沒有然後了…
同樣，另外一個去美團面試的工作4年的小夥伴，也被“volatile關鍵字“。
然後，也沒有然後了…
這個問題說實話，是有點偏底層，但也的確是併發程式設計裡面比較重要的一個關鍵字。
下面，我們來看看普通人和高手對於這個問題的回答吧。
普通人：
嗯… volatile可以保證可見性。
高手：
volatile關鍵字有兩個作用。
- 可以保證在多執行緒環境下共享變數的可見性。
- 通過增加記憶體屏障防止多個指令之間的重排序。
我理解的可見性，是指當某一個執行緒對共享變數的修改，其他執行緒可以立刻看到修改之後的值。
其實這個可見性問題，我認為本質上是由幾個方面造成的。
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CPU層面的快取記憶體，在CPU裡面設計了三級快取去解決CPU運算效率和記憶體IO效率問題，但是帶來的就是快取的一致性問題，而在多執行緒並行執行的情況下，快取一致性就會導致可見性問題。
所以，對於增加了volatile關鍵字修飾的共享變數，JVM虛擬機器會自動增加一個#Lock彙編指令，這個指令會根據CPU型號自動新增匯流排鎖或/快取鎖
我簡單說一下這兩種鎖，
- 匯流排鎖是鎖定了CPU的前端匯流排，從而導致在同一時刻只能有一個執行緒去和記憶體通訊，這樣就避免了多執行緒併發造成的可見性。
- 快取鎖是對匯流排鎖的優化，因為匯流排鎖導致了CPU的使用效率大幅度下降，所以快取鎖只針對CPU三級快取中的目標資料加鎖，快取鎖是使用MESI快取一致性來實現的。
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指令重排序，所謂重排序，就是指令的編寫順序和執行順序不一致，在多執行緒環境下導致可見性問題。指令重排序本質上是一種效能優化的手段，它來自於幾個方面。
- CPU層面，針對MESI協議的更進一步優化去提升CPU的利用率，引入了StoreBuffer機制，而這一種優化機制會導致CPU的亂序執行。當然為了避免這樣的問題，CPU提供了記憶體屏障指令，上層應用可以在合適的地方插入記憶體屏障來避免CPU指令重排序問題。
- 編譯器的優化，編譯器在編譯的過程中，在不改變單執行緒語義和程式正確性的前提下，對指令進行合理的重排序優化來提升效能。
所以，如果對共享變數增加了volatile關鍵字，那麼在編譯器層面，就不會去觸發編譯器優化，同時再JVM裡面，會插入記憶體屏障指令來避免重排序問題。
當然，除了volatile以外，從JDK5開始，JMM就使用了一種Happens-Before模型去描述多執行緒之間的記憶體可見性問題。
如果兩個操作之間具備Happens-Before關係，那麼意味著這兩個操作具備可見性關係，不需要再額外去考慮增加volatile關鍵字來提供可見性保障。
以上就是我對這個問題的理解。
總結
在我看來，併發程式設計是每個程式設計師必須要掌握好的領域，它裡面涵蓋的設計思想、和併發問題的解決思路、以及作為一個併發工具，都是非常值得深度研究的。
我推薦大家去讀一下《Java併發程式設計深度解析與原理實戰》這本書，對Java併發這塊的內容描述得很清晰。
好的，本期的普通人VS高手面試系列就到這裡結束了，喜歡的朋友記得點贊和收藏。
另外，有任何技術上的問題，職業發展有關的問題，都可以私信我，我會在第一時間回覆。
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