面试题：Java中如何通过关键字保证可见性

Question

在Java内存模型中，描述一下volatile关键字是如何保证变量可见性的，结合一个简单示例说明。

Answer 1

volatile关键字保证变量可见性原理

1. 内存模型基础：在Java内存模型中，每个线程都有自己的工作内存，线程对变量的操作都在工作内存中进行，而主内存是所有线程共享的。当线程读取变量时，会将变量从主内存拷贝到自己的工作内存；当线程修改变量后，会将变量写回主内存。
2. volatile作用：volatile关键字的一个重要作用是保证变量的可见性。当一个变量被声明为volatile时，线程对该变量的修改会立即刷新到主内存，并且其他线程在使用该变量时，会强制从主内存重新读取最新值，而不是使用自己工作内存中的旧值。这就确保了所有线程对该变量的修改都能及时被其他线程感知到。

示例代码

public class VolatileExample {
    private static volatile boolean flag = false;

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            System.out.println("子线程开始执行");
            while (!flag) {
                // 等待flag变为true
            }
            System.out.println("子线程结束执行");
        }).start();

        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        flag = true;
        System.out.println("主线程修改了flag的值");
    }
}

在上述示例中，flag变量被声明为volatile。子线程在一个循环中等待flag变为true，主线程在休眠1秒后将flag设为true。由于flag是volatile类型，主线程对flag的修改会立即刷新到主内存，子线程能够及时感知到这个变化，从而退出循环并结束执行。如果flag没有被声明为volatile，子线程可能会一直使用自己工作内存中的旧值false，导致无法结束循环。