Защищает ли volatile от переупорядочивания инструкций?

Чтобы корректно понять роль volatile, нужно рассматривать его через призму Java Memory Model (JMM).

Что такое переупорядочивание

Компилятор и процессор могут:

1. Менять порядок инструкций.

2. Сохранять логический результат.

3. Улучшать производительность.

В многопоточности это может привести к:

• чтению неинициализированных данных

• некорректному состоянию объектов

Гарантии volatile

Определение:
volatile — это модификатор поля, который гарантирует видимость изменений и частичный порядок операций между потоками.

Он вводит:

1. Memory barrier при записи.

2. Memory barrier при чтении.

Что именно запрещается

Для volatile поля:

1. Запись до volatile write не может быть перемещена после неё.

2. Чтение после volatile read не может быть перемещено до неё.

Пример:

volatile boolean ready;
int data;

data = 42;
ready = true; // volatile write

Другой поток:

if (ready) {          // volatile read
    System.out.println(data); // гарантированно 42
}

Ограничения volatile

Важно понимать:

1. volatile не защищает составные операции (i++).

2. Не заменяет synchronized.

3. Работает только на уровне одного поля.

Краткий вывод

volatile защищает от опасных переупорядочиваний вокруг чтения и записи поля, но не обеспечивает атомарность и взаимное исключение.