}}}

static class Thread2 extends Thread {@Overridepublic void run() {while (true) {if (!flag) {flag = true;System.out.println("Thread2 set flag to true");}}}}

}

这段代码真的非常简单，我们开启了两个线程来对同一个变量 flag 进行修改。Thread1 使用一个 while(true)循环，发现 flag 是 true 时就把它改为 false。Thread2 也使用一个 while(true)循环，发现 flag 是 false 时就把它改为 true。

理论上来说，这两个线程同时运行，那么就应该一直交替打印，你改我的值，我再给你改回去。

实际上真的会是这样吗？我们来运行一下就知道了。

可以看到，打印过程只持续了一小会就停止打印了，但是程序却没有结束，依然显示在运行中。

这怎么可能呢？理论上来说，flag 要么为 true，要么为 false。true 的时候 Thread1 应该打印，false 的时候 Thread2 应该打印，两边都不打印是为什么呢？

我们用刚才所学的知识就可以解释这个原本解释不了的问题，因为 Thread1 和 Thread2 的 CPU 高速缓存中各有一份 flag 值，其中 Thread1 中缓存的 flag 值是 false，Thread2 中缓存的 flag 值是 true，所以两边就都不会打印了。

这样我们就通过一个实际的例子演示了刚才所说的可见性问题。那么该如何解决呢？

答案很明显，volatile。

volatile 这个关键字的其中一个重要作用就是解决可见性问题，即保证当一个线程修改了某个变量之后，该变量对于另外一个线程是立即可见的。

至于 volatile 的工作原理，太底层方面的内容我也说不上来，大概原理就是当一个变量被声明成 volatile 之后，任何一个线程对它进行修改，都会让所有其他 CPU 高速缓存中的值过期，这样其他线程就必须去内存中重新获取最新的值，也就解决了可见性的问题。

我们可以将刚才的代码进行如下修改：

public class Main {

volatile static boolean flag;...

}

没错，就是这么简单，在 flag 变量的前面加上 volatile 关键字即可。然后重新运行程序，效果如下图所示。

一切如我们所预期的那样运行了。

指令重排

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问题

volatile 关键字还有另外一个重要的作用，就是禁止指令重排，这又是一个非常有趣的问题。

我们先来看两段代码：

// 第一段代码 int a = 10;int b = 5;a = 20;System.out.println(a + b);

// 第二段代码 int a = 10;a = 20;int b = 5;System.out.println(a + b);

第一段代码，我们声明了一个 a 变量等于 10，又声明了一个 b 变量等于 5，然后将 a 变量的值改成了 20，最后打印 a + b 的值。

第二段代码，我们声明了一个 a 变量等于 10，然后将 a 变量的值改成了 20，又声明了一个 b 变量等于 5，最后打印 a + b 的值。

这两段代码有区别吗？

不用瞎猜了，这两段代码没有任何区别，声明变量 b 和修改变量 a 之间的顺序是随意的，它们之间谁也不碍着谁。

也正是因为这个原因，CPU 在执行代码时，其实并不一定会严格按照我们编写的顺序去执行，而是可能会考虑一些效率方面的原因，对那些先后顺序无关紧要的代码进行重新排序，这个操作就被称为指令重排。

这么看来，指令重排这个操作没毛病啊。确实，但只限在单线程环境下。

很多问题一旦进入了多线程环境，就会变得更加复杂，我们来看如下代码：

public class Main {

static boolean init;static String value;

static class Thread1 extends Thread {@Overridepublic void run() {value = "hello world";init = true;}}

static class Thread2 extends Thread {@Overridepublic void run() {while (!init) {// 等待初始化完成}value.toUpperCase();}}

}

这段代码的思路仍然很简单，Thread1 用于对 value 数据进行初始化，初始化完成之后会将 init 设置成 true。Thread2 则会先通过 while 循环等待初始化完成，完成之后再对 value 数据进行操作。

那么这段代码可以正常工作吗？未必，因为根据刚才的指令重排理论，Thread1 中 value 和 init 这两个变量之间是没有先后顺序的。如果 CPU 将这两条指令进行了重排，那么就可能出现初始化已完成，但是 value 还没有赋值的情况。这样 Thread2 的 while 循环就会跳出，然后在操作 value 的时候出现空指针异常。

所以说，指令重排功能一旦进入了多线程环境，也是可能会出现问题的。

而至于解决方案嘛，当然还是 volatile 了。

对某个变量声明了 volatile 关键字之后，同时也就意味着禁止对该变量进行指令重排。所以我们只需要这样修改代码就能够保证程序的安全性了。

public class Main {

volatile static boolean init;...

}

volatile 在 Android 上的应用

现在我们已经了解了 volatile 关键字的主要作用，但是就像开篇时那位朋友提到的一样，很多人想不出来这个关键字在 Android 上有什么用途。

其实我觉得任何一个技术点都不应该去生搬硬套，你只要掌握了它，该用到时能想到它就可以了，而不是绞尽脑汁去想我到底要在哪里使用它。

我在看一些 Google 库的源码时，其实时不时就能看到这个关键字，只要是涉及多线程编程的时候，volatile 的出场率还是不低的。

这里我给大家举一个常见的示例吧，在 Android 上我们应该都编写过文件下载这个功能。在执行下载任务时，我们需要开启一个线程，然后从网络上读取流数据，并写入到本地，重复执行这个过程，直到所有数据都读取完毕。

那么这个过程我可以用如下简易代码进行表示：

public class DownloadTask {

public void download() {new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {while (true) {byte[] bytes = readBytesFromNetwork(); // 从网络上读取数据 if (bytes.length == 0) {break; // 下载完毕，跳出循环}writeBytesToDisk(bytes); // 将数据写入到本地}}}).start();}

}

到此为止没什么问题。

不过现在又来了一个新的需求，要求允许用户取消下载。我们都知道，Java 的线程是不可以中断的，所以如果想要做取消下载的功能，一般都是通过标记位来实现的，代码如下所示：

public class DownloadTask {

boolean isCanceled = false;

public void download() {new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {while (!isCanceled) {byte[] bytes = readBytesFromNetwork();if (bytes.length == 0) {break;}writeBytesToDisk(bytes);