java volatile關(guān)鍵字的含義詳細(xì)介紹
java volatile關(guān)鍵字
在java線程并發(fā)處理中,有一個關(guān)鍵字volatile的使用目前存在很大的混淆,以為使用這個關(guān)鍵字,在進(jìn)行多線程并發(fā)處理的時候就可以萬事大吉。
Java語言是支持多線程的,為了解決線程并發(fā)的問題,在語言內(nèi)部引入了 同步塊 和 volatile 關(guān)鍵字機(jī)制。
synchronized
同步塊大家都比較熟悉,通過 synchronized 關(guān)鍵字來實現(xiàn),所有加上synchronized 和 塊語句,在多線程訪問的時候,同一時刻只能有一個線程能夠用
synchronized 修飾的方法 或者 代碼塊。
volatile
用volatile修飾的變量,線程在每次使用變量的時候,都會讀取變量修改后的最的值。volatile很容易被誤用,用來進(jìn)行原子性操作。
下面看一個例子,我們實現(xiàn)一個計數(shù)器,每次線程啟動的時候,會調(diào)用計數(shù)器inc方法,對計數(shù)器進(jìn)行加一
執(zhí)行環(huán)境——jdk版本:jdk1.6.0_31 ,內(nèi)存 :3G cpu:x86 2.4G
public class Counter { public static int count = 0; public static void inc() { //這里延遲1毫秒,使得結(jié)果明顯 try { Thread.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { } count++; } public static void main(String[] args) { //同時啟動1000個線程,去進(jìn)行i++計算,看看實際結(jié)果 for (int i = 0; i < 1000; i++) { new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { Counter.inc(); } }).start(); } //這里每次運(yùn)行的值都有可能不同,可能為1000 System.out.println("運(yùn)行結(jié)果:Counter.count=" + Counter.count); } }
運(yùn)行結(jié)果:Counter.count=
995
實際運(yùn)算結(jié)果每次可能都不一樣,本機(jī)的結(jié)果為:運(yùn)行結(jié)果:Counter.count=
995
,可以看出,在多線程的環(huán)境下,Counter.count并沒有期望結(jié)果是
1000
很多人以為,這個是多線程并發(fā)問題,只需要在變量count之前加上
volatile
就可以避免這個問題,那我們在修改代碼看看,看看結(jié)果是不是符合我們的期望
public class Counter { public volatile static int count = 0; public static void inc() { //這里延遲1毫秒,使得結(jié)果明顯 try { Thread.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { } count++; } public static void main(String[] args) { //同時啟動1000個線程,去進(jìn)行i++計算,看看實際結(jié)果 for (int i = 0; i < 1000; i++) { new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { Counter.inc(); } }).start(); } //這里每次運(yùn)行的值都有可能不同,可能為1000 System.out.println("運(yùn)行結(jié)果:Counter.count=" + Counter.count); } }
運(yùn)行結(jié)果:Counter.count=992
運(yùn)行結(jié)果還是沒有我們期望的1000,下面我們分析一下原因
在 java 垃圾回收整理一文中,描述了jvm運(yùn)行時刻內(nèi)存的分配。其中有一個內(nèi)存區(qū)域是jvm虛擬機(jī)棧,每一個線程運(yùn)行時都有一個線程棧,
線程棧保存了線程運(yùn)行時候變量值信息。當(dāng)線程訪問某一個對象時候值的時候,首先通過對象的引用找到對應(yīng)在堆內(nèi)存的變量的值,然后把堆內(nèi)存
變量的具體值load到線程本地內(nèi)存中,建立一個變量副本,之后線程就不再和對象在堆內(nèi)存變量值有任何關(guān)系,而是直接修改副本變量的值,
在修改完之后的某一個時刻(線程退出之前),自動把線程變量副本的值回寫到對象在堆中變量。這樣在堆中的對象的值就產(chǎn)生變化了。下面一幅圖
描述這寫交互
read and load 從主存復(fù)制變量到當(dāng)前工作內(nèi)存
use and assign 執(zhí)行代碼,改變共享變量值
store and write 用工作內(nèi)存數(shù)據(jù)刷新主存相關(guān)內(nèi)容
其中use and assign 可以多次出現(xiàn)
但是這一些操作并不是原子性,也就是 在read load之后,如果主內(nèi)存count變量發(fā)生修改之后,線程工作內(nèi)存中的值由于已經(jīng)加載,不會產(chǎn)生對應(yīng)的變化,所以計算出來的結(jié)果會和預(yù)期不一樣
對于volatile修飾的變量,jvm虛擬機(jī)只是保證從主內(nèi)存加載到線程工作內(nèi)存的值是最新的
例如假如線程1,線程2 在進(jìn)行read,load 操作中,發(fā)現(xiàn)主內(nèi)存中count的值都是5,那么都會加載這個最新的值
在線程1堆count進(jìn)行修改之后,會write到主內(nèi)存中,主內(nèi)存中的count變量就會變?yōu)?
線程2由于已經(jīng)進(jìn)行read,load操作,在進(jìn)行運(yùn)算之后,也會更新主內(nèi)存count的變量值為6
導(dǎo)致兩個線程及時用volatile關(guān)鍵字修改之后,還是會存在并發(fā)的情況。
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