java并发关键字_Java并发关键字volatile

Java 并发 关键字volatile

&＃64;author ixenos

volatile只是保证了共享变量的可见性&＃xff0c;不保证同步操作的原子性

同步块 和 volatile 关键字机制

synchronized　　同步块大家都比较熟悉&＃xff0c;通过 synchronized 关键字来实现&＃xff0c;所有加上synchronized 和 块语句&＃xff0c;在多线程访问的时候&＃xff0c;同一时刻只能有一个线程能够用synchronized 修饰的方法 或者 代码块。

volatile　　用volatile修饰的变量&＃xff0c;线程在每次刚使用变量的时候&＃xff0c;都会读取变量修改后的最新的值的副本到线程栈中。volatile很容易被误用来进行原子性操作&＃xff0c;因为线程对其操作只是副本上&＃xff0c;并不会实时更改共享内存中的变量值。

VM为什么要使用副本呢&＃xff0c;在副本上操作时可以进行读写操作的重排序优化&＃xff0c;能提升运行效率&＃xff0c;而是用volatile将禁止副本的使用&＃xff0c;而且在volatile变量周围限制重排序操作&＃xff0c;具体分析请看&＃xff1a;深入理解Java内存模型(四)——volatile

下面看一个例子&＃xff0c;我们实现一个计数器&＃xff0c;每次线程启动的时候&＃xff0c;会调用计数器inc方法&＃xff0c;对计数器进行加一

1 public classCounter {2

3 public static int count &＃61; 0;4

5 public static voidinc() {6

7 //这里延迟1毫秒&＃xff0c;使得结果明显

8 try{9 Thread.sleep(1);10 } catch(InterruptedException e) {11 }12

13 count&＃43;&＃43;;14 }15

16 public static voidmain(String[] args) {17

18 //同时启动1000个线程&＃xff0c;去进行i&＃43;&＃43;计算&＃xff0c;看看实际结果

19

20 for (int i &＃61; 0; i <1000; i&＃43;&＃43;) {21 new Thread(newRunnable() {22 &＃64;Override23 public voidrun() {24 Counter.inc();25 }26 }).start();27 }28

29 //这里每次运行的值都有可能不同,可能为1000

30 System.out.println("运行结果:Counter.count&＃61;" &＃43;Counter.count);31 }32 }33

34 /*运行结果:Counter.count&＃61;995*/

实际运算结果每次可能都不一样&＃xff0c;本机的结果为&＃xff1a;运行结果:Counter.count&＃61;995&＃xff0c;可以看出&＃xff0c;在多线程的环境下&＃xff0c;Counter.count并没有期望结果是1000

很多人以为&＃xff0c;这个是多线程并发问题&＃xff0c;只需要在变量count之前加上volatile就可以避免这个问题&＃xff0c;那我们在修改代码看看&＃xff0c;看看结果是不是符合我们的期望

1 public classCounter {2

3 public volatile static int count &＃61; 0;4

5 public static voidinc() {6

7 //这里延迟1毫秒&＃xff0c;使得结果明显

8 try{9 Thread.sleep(1);10 } catch(InterruptedException e) {11 }12

13 count&＃43;&＃43;;14 }15

16 public static voidmain(String[] args) {17

18 //同时启动1000个线程&＃xff0c;去进行i&＃43;&＃43;计算&＃xff0c;看看实际结果

19

20 for (int i &＃61; 0; i <1000; i&＃43;&＃43;) {21 new Thread(newRunnable() {22 &＃64;Override23 public voidrun() {24 Counter.inc();25 }26 }).start();27 }28

29 //这里每次运行的值都有可能不同,可能为1000

30 System.out.println("运行结果:Counter.count&＃61;" &＃43;Counter.count);31 }32 }33

34 /*运行结果:Counter.count&＃61;992*/

运行结果还是没有我们期望的1000&＃xff0c;下面我们分析一下原因

在 java 垃圾回收整理一文中&＃xff0c;描述了jvm运行时刻内存的分配。其中有一个内存区域是jvm虚拟机栈&＃xff0c;每一个线程运行时都有一个线程栈&＃xff0c;线程栈保存了线程运行时候变量值信息。当线程访问某一个对象时候值的时候&＃xff0c;首先通过对象的引用找到对应在堆内存的变量的值&＃xff0c;然后把堆内存变量的具体值load到线程本地内存中&＃xff0c;建立一个变量副本&＃xff0c;之后线程就不再和对象在堆内存变量值有任何关系&＃xff0c;而是直接修改副本变量的值&＃xff0c;在修改完之后的某一个时刻(线程退出之前)&＃xff0c;自动把线程变量副本的值回写到对象在堆中变量。这样在堆中的对象的值就产生变化了。

下面一幅图描述这写交互:

read and load 从主存复制变量到当前工作内存

use and assign  执行代码&＃xff0c;改变共享变量值

store and write 用工作内存数据刷新主存相关内容

其中use and assign 可以多次出现

但是这一些操作并不是原子性&＃xff0c;也就是 在read load之后&＃xff0c;如果主内存count变量发生修改之后&＃xff0c;线程工作内存中的值由于已经加载&＃xff0c;不会产生对应的变化&＃xff0c;所以计算出来的结果会和预期不一样。

总之&＃xff0c;volatile使线程直接和共享内存的数据交互&＃xff0c;并阻止VM的重排序优化

对于volatile修饰的变量&＃xff0c;jvm虚拟机只是保证从主内存加载到线程工作内存的值是最新的