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在并发编程中，volital和synchronize都扮演着很重要的角色。synchronize可以保证可见性、禁止指令重排序和原子性。而volital只能保证可见性和禁止指令重排序。volital相当于轻量级的synchronize。

1.volital定义

可见性意思是一个线程修改变量的值时，另一个线程可以读取到这个修改后的值。

volital使用恰当比synchronize更能提高cpu的运行效率，因为volital不需要线程的上下文切换和调度。

Java语言规范第3版中对volatile的定义如下：

Java编程语言允许线程访问共享变量，为了确保共享变量能被准确和一致地更新，线程应该确保通过排他锁单独获得这个变量。Java语言提供了volatile，在某些情况下比锁要更加方便（读多写少）。如果一个字段被声明成volatile，Java线程内存模型确保所有线程看到这个变量的值是一致的。

2.MESI协议

因为volatile底层使用的是缓存一致性协议，会根据MESI原则。

MESI分别代表缓存行数据所处的四种状态，通过对这四种状态的切换，来达到对缓存数据进行管理的目的。

M 修改 Modified : 该缓存行有效，且该缓存行数据被修改了，和内存中的数据不一致，数据只存在于本缓存行中，此时状态为M ;

E 独占 Exclusive : 该缓存行有效，且该缓存行数据和内存中的数据一致，此时状态为E;

S 共享 Shared : 该缓存行有效，且该缓存行数据和内存中的数据一致，数据同时存在于其他缓存中（同步到主内存中完成后 , 标记为共享状态 ; 共享状态的变量才能被线程加载到工作内存中），此时状态为S ;

I 失效 Invalid : 该缓存行无效，线程 A , B 中都使用了同一个共享变量 , 如果在线程 A 中修改该变量 , 线程 B 中的变量更新前都标记为失效状态，此时A状态为M状态，B状态为I状态 ;

1、CPU1从内存中将变量i加载到缓存中，并将变量i的状态改为E（独享），并通过总线嗅探机制对内存中变量i的操作进行嗅探(因为有volatile关键字修饰，如果没有修饰则不会进行嗅探,说明可见性)

2、此时，CPU2读取变量i，总线嗅探机制会将CPU1中的变量i的状态置为S（共享），并将变量i加载到CPU2的缓存中，状态为S

 3、CPU1对变量i进行修改操作，此时CPU1中的变量i会被置为M（修改）状态，而CPU2中的变量i会被通知，改为I（无效）状态，此时CPU2中的变量i做的任何修改都不会被写回内存中（高并发情况下可能出现两个CPU同时修改变量i，并同时向总线发出将各自的缓存行更改为M状态的情况，此时总线会采用相应的裁决机制进行裁决，将其中一个置为M状态，另一个置为I状态，且I状态的缓存行修改无效）

4、CPU1将修改后的数据写回内存，并将变量i置为E（独占）状态 

5、此时，CPU2通过总线嗅探机制得知变量i已被修改，会重新去内存中加载变量i，同时CPU1和CPU2中的变量i都改为S状态!

这就是完整的MESI流程，因为第3步中，高并发竞争总线会采用相应的裁决机制进行裁决，将其中一个置为M状态，另一个置为I状态，且I状态的缓存行修改无效，浪费一次i++。