7.Java内存模型-volatile的使用方法和实现原理

 2019-12-10 16:09  阅读(896)
文章分类:Java Core

使用方法

为了在适当的场合,确保线程间的有序性,可见性和原子性,Java使用了一些特殊的操作或者关键字来申明,告诉虚拟机,在这个地方,需要注意不能随意变动或优化目标指令。

关键字volatile就是其中之一。

当你用volatile去申明一个变量时,就等于告诉虚拟机,这个变量极有可能会被某个程序或线程修改。为了确保这个变量被修改后,应用程序范围内的所有线程都能看到这个改动,虚拟机就必须采用一些手段确保这个变量的可见性。

比如,根据编译器优化规则,如果不使用volatile关键字,那么这个变量被修改后,其他线程可能并不会被通知到,甚至在其他线程中,看到的变量修改顺序是错的。但一旦使用了volatile关键字,虚拟机就会特别小心处理这种情况。

public class MultiThreadLong {
        // 保证对long操作的原子性
        public volatile static long t = 0;
    }

但是需要注意的是,volatile并不能代替锁,它也无法保证一些复合操作的原子性。比如,volatile无法保证i++的原子性操作。

static volatile int i = 0;
    public static PlusTask implements Runnable {
        @Override
        public void run(){
            for(int k = 0;k < 10000;k++){
                 i++;
            }
        }
    }

    public static void main(){
        Thread[] threads = new Thread[10];
        for(int i = 0;i<10;i++){
            threads[i] = new Thread(new PlusTask());
            threads[i].start();
        }
        for(int i=0;i<10;i++){
            threads[i].join();
        }
        System.out.println(i);
    }

执行上述代码,如果i++是原子性的,那么i的最终值为100000,但实际上,i是小于100000。

实现原理

volatile则是轻量级的synchronized。如果一个变量使用volatile,则它比使用synchronized的成本更加低,因为它不会引起线程上下文的切换和调度;

volatile可保证线程间的可见性,并且提供了一定的有序性(即,禁止指令重排序),但是无法保证原子性;

在JVM底层volatile是采用“内存屏障”来实现的,关于内存屏障,可以参考前面的博客

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