java volatile案例講解
本篇來自java并發(fā)編程實戰(zhàn)關(guān)于volatile的總結(jié)。
要說volatile,先得明白內(nèi)存可見性。那我們就從內(nèi)存可見性說起。
一、內(nèi)存可見性
可見性是一種復(fù)雜的屬性,因為可見性中的錯誤總是會違背我們的直覺。在單線程環(huán)境中,如果向某個變量先寫入值,然后在沒有其他寫入操作的情況下讀取這個變量,那么總能得到相同的值。這看起來很自然。然而,當(dāng)讀操作和寫操作在不同的線程中執(zhí)行時,情況卻并非如此,這聽起來或許有些難以接受。通常,我們無法確保執(zhí)行讀操作的線程能適時地看到其他線程寫入的值,有時甚至是根本不可能的事情。為了確保多個想成之間對內(nèi)存寫入操作的可見性,必須使用同步機制。 對于以下代碼:
public class NoVisibility { private static boolean ready; private static int number; private static class ReaderThread extends Thread{ public void run(){ while(!ready) Thread.yield(); System.out.println(number); } } public static void main(String[] args){ new ReaderThread().start(); number = 42; ready = true; } }
NoVisibility可能會持續(xù)循環(huán)下去,因為讀線程可能永遠都看不到ready的值。一種更奇怪的現(xiàn)象是,Novisibility可能會輸出0,因為讀線程可能看到了寫入ready的值,但卻沒有看到之后寫入number的值,這種現(xiàn)象被稱為“重排序(Reordering)“。只要在某個線程中無法檢測到重排序情況,(即使在其他線程中可以很明顯地看到該線程中的重排序),那么就無法確保線程中的操作將按照程序中指定的順序來執(zhí)行。當(dāng)主線程首先寫入number,然后在沒有同步的情況下寫入ready,那么讀線程看到的順序可能與寫入的順序完全相反。
在沒有同步的情況下,編譯器、處理器以及運行時等都可能對操作的執(zhí)行順序進行一些意想不到的調(diào)整。在缺乏足夠同步的多線程程序中,要相對內(nèi)存操作的執(zhí)行順序進行判斷,幾乎無法得出正確的結(jié)論。
這看上去似乎是一種失敗的設(shè)計,但卻能使JVM充分地利用現(xiàn)代多核處理器的強大性能。例如,在缺少同步的情況下,java內(nèi)存模型允許編譯器對操作順序進行重排序,并將數(shù)值緩存在寄存器中。此外,它還允許CPU對操作順序進行重排序,并將數(shù)值環(huán)迅在處理器特定的緩存中。
二、Volatile變量
java語言提供了一種稍弱的同步機制,即volatile變量,用來確保將變量的更新操作通知到其他線程。當(dāng)把變量聲明為volatile類型后,編譯器與運行時都會注意到這個變量是共享的,因此不會將該變量上的操作和其他內(nèi)存操作一起重排序。volatile變量不會被緩存在寄存器或者對其他處理器不可見的地方,因此在讀取volatile類型的變量時總會返回最新寫入的值。
volatile與加鎖機制的區(qū)別:
加鎖機制既可以確??梢娦杂挚梢源_保原子性,而volatile變量只能確??梢娦?。
當(dāng)且僅當(dāng)滿足以下所有條件時,才應(yīng)該使用volatile變量:
- 對變量的寫入操作不依賴變量的當(dāng)前值,或者你能確保只有單個線程更新變量的值。
- 該變量不會與其他狀態(tài)變量一起納入不變性條件中。
- 在訪問變量時不需要加鎖。
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