volatile這個(gè)關(guān)鍵字可能很多朋友都聽(tīng)說(shuō)過(guò)，或許也都用過(guò)。在Java 5之前，它是一個(gè)備受爭(zhēng)議的關(guān)鍵字，因?yàn)樵诔绦蛑惺褂盟鶗?huì)導(dǎo)致出人意料的結(jié)果。在Java 5之后，volatile關(guān)鍵字才得以重獲生機(jī)。volatile關(guān)鍵字雖然從字面上理解起來(lái)比較簡(jiǎn)單，但是要用好不是一件容易的事情。

一、前言

　　JMM提供了volatile變量定義、final、synchronized塊來(lái)保證可見(jiàn)性。
　　用volatile修飾的變量，線(xiàn)程在每次使用變量的時(shí)候，都會(huì)讀取變量修改后的最的值。volatile很容易被誤用，用來(lái)進(jìn)行原子性操作。寫(xiě)了幾個(gè)測(cè)試的例子，大家可以試一試。

二、主程序

public class Main{
public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
List<Thread> threadList = new ArrayList<Thread>();
for(int i=0; i<10; ++i){
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Single.Holder.instance.add();
}
});
threadList.add(thread);
thread.start();
}
for(Thread thread : threadList)
thread.join();
System.out.println(Single.Holder.instance.x);
}
}

三、單例模式測(cè)試

　　1、沒(méi)有volatile，沒(méi)有synchronized的情況　　　

class Single{
public int x = 0;
public void add(){
try {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
++this.x;
}
public static class Holder{
public static Single instance = new Single();
}
} 

　　　　輸出結(jié)果：8， 9， 10都出現(xiàn)過(guò)。可以多運(yùn)行，多試一試，就會(huì)發(fā)現(xiàn)不同的結(jié)果。

　　2、有volatile，沒(méi)有synchronized

class Single{
public volatile int x = 0;
public void add(){
try {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
++this.x;
}
public static class Holder{
public static Single instance = new Single();
}
}

　　　　輸出結(jié)果：最多出現(xiàn)的是9 和 10。

　　3、沒(méi)有volatile，有synchronized

class Single{
public int x = 0;
public synchronized void add(){
try {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(50);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
++this.x;
}
public static class Holder{
public static Single instance = new Single();
}
}

　　輸出結(jié)果：無(wú)論運(yùn)行多少次都是10。

四、關(guān)于volatile在DCL(double check lock)中的應(yīng)用

public class LazySingleton {
private int someField;
private static LazySingleton instance;
private LazySingleton() {
this.someField = new Random().nextInt(200)+1; // (1)
}
public static LazySingleton getInstance() {
if (instance == null) { // (2)
synchronized(LazySingleton.class) { // (3)
if (instance == null) { // (4)
instance = new LazySingleton(); // (5)
}
}
}
return instance; // (6)
}
public int getSomeField() {
return this.someField; // (7)
}
}

　　首先說(shuō)明一下，為什么這種寫(xiě)法在java中是行不通的！

　　假設(shè)線(xiàn)程Ⅰ是初次調(diào)用getInstance()方法，緊接著線(xiàn)程Ⅱ也調(diào)用了getInstance()方法和getSomeField()方法，我們要說(shuō)明的是線(xiàn)程Ⅰ的語(yǔ)句(1)并不happen-before線(xiàn)程Ⅱ的語(yǔ)句(7)。線(xiàn)程Ⅱ在執(zhí)行g(shù)etInstance()方法的語(yǔ)句(2)時(shí)，由于對(duì)instance的訪(fǎng)問(wèn)并沒(méi)有處于同步塊中，因此線(xiàn)程Ⅱ可能觀察到也可能觀察不到線(xiàn)程Ⅰ在語(yǔ)句(5)時(shí)對(duì)instance的寫(xiě)入，也就是說(shuō)instance的值可能為空也可能為非空。我們先假設(shè)instance的值非空，也就觀察到了線(xiàn)程Ⅰ對(duì)instance的寫(xiě)入，這時(shí)線(xiàn)程Ⅱ就會(huì)執(zhí)行語(yǔ)句(6)直接返回這個(gè)instance的值，然后對(duì)這個(gè)instance調(diào)用getSomeField()方法，該方法也是在沒(méi)有任何同步情況被調(diào)用，因此整個(gè)線(xiàn)程Ⅱ的操作都是在沒(méi)有同步的情況下調(diào)用 ，這說(shuō)明線(xiàn)程Ⅰ的語(yǔ)句(1)和線(xiàn)程Ⅱ的語(yǔ)句(7)之間并不存在happen-before關(guān)系，這就意味著線(xiàn)程Ⅱ在執(zhí)行語(yǔ)句(7)完全有可能觀測(cè)不到線(xiàn)程Ⅰ在語(yǔ)句(1)處對(duì)someFiled寫(xiě)入的值，這就是DCL的問(wèn)題所在。很荒謬，是吧？DCL原本是為了逃避同步，它達(dá)到了這個(gè)目的，也正是因?yàn)槿绱耍罱K受到懲罰，這樣的程序存在嚴(yán)重的bug，雖然這種bug被發(fā)現(xiàn)的概率絕對(duì)比中彩票的概率還要低得多，而且是轉(zhuǎn)瞬即逝，更可怕的是，即使發(fā)生了你也不會(huì)想到是DCL所引起的。

　　我的理解是：線(xiàn)程I 和線(xiàn)程II 都有自己的工作存儲(chǔ)，線(xiàn)程I 創(chuàng)建好了instance后，向內(nèi)存刷新的時(shí)間是不確定的，所以線(xiàn)程Ⅱ在執(zhí)行語(yǔ)句(7)完全有可能觀測(cè)不到線(xiàn)程Ⅰ在語(yǔ)句(1)處對(duì)someFiled寫(xiě)入的值。

　　那么由于在java 5中多增加了一條happen-before規(guī)則：

•對(duì)volatile字段的寫(xiě)操作happen-before后續(xù)的對(duì)同一個(gè)字段的讀操作。

　　利用這條規(guī)則我們可以將instance聲明為volatile，即： private volatile static LazySingleton instance;
　 根據(jù)這條規(guī)則，我們可以得到，線(xiàn)程Ⅰ的語(yǔ)句(5) -> 語(yǔ)線(xiàn)程Ⅱ的句(2) （也就是線(xiàn)程），根據(jù)單線(xiàn)程規(guī)則，線(xiàn)程Ⅰ的語(yǔ)句(1) -> 線(xiàn)程Ⅰ的語(yǔ)句(5)和語(yǔ)線(xiàn)程Ⅱ的句(2) -> 語(yǔ)線(xiàn)程Ⅱ的句(7)，再根據(jù)傳遞規(guī)則就有線(xiàn)程Ⅰ的語(yǔ)句(1) -> 語(yǔ)線(xiàn)程Ⅱ的句(7)，這表示線(xiàn)程Ⅱ能夠觀察到線(xiàn)程Ⅰ在語(yǔ)句(1)時(shí)對(duì)someFiled的寫(xiě)入值，程序能夠得到正確的行為。

　　補(bǔ)充：在java5之前對(duì)final字段的同步語(yǔ)義和其它變量沒(méi)有什么區(qū)別，在java5中，final變量一旦在構(gòu)造函數(shù)中設(shè)置完成（前提是在構(gòu)造函數(shù)中沒(méi)有泄露this引用)，其它線(xiàn)程必定會(huì)看到在構(gòu)造函數(shù)中設(shè)置的值。而DCL的問(wèn)題正好在于看到對(duì)象的成員變量的默認(rèn)值，因此我們可以將LazySingleton的someField變量設(shè)置成final，這樣在java5中就能夠正確運(yùn)行了。

以上內(nèi)容是小編給大家介紹的Java中Volatile關(guān)鍵字的知識(shí)，希望對(duì)大家有所幫助！

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