概述 Java語言中關(guān)鍵字 volatile 被稱作輕量級的 synchronized,與synchronized相比,volatile編碼相對簡單且運(yùn)行的時(shí)的開銷較少,但能夠正確合理的應(yīng)用好 volatile 并不是那么的容易,因?yàn)樗仁褂面i更容易出錯(cuò),接下來本文主要介紹 volatile 的使用準(zhǔn)則,以及使用過程中需注意的地方。 為何使用 volatile? (1)簡易性:在某些需要同步的場景下使用volatile變量要比使用鎖更加簡單 (2)性能:在某些情況下使用volatile同步機(jī)制的性能要優(yōu)于鎖 (3)volatile操作不會像鎖一樣容易造成阻塞 volatile 特性 (1)volatile 變量具有 synchronized 的可見性特性,及如果一個(gè)字段被聲明為volatile,java線程內(nèi)存模型確保所有的線程看到這個(gè)變量的值是一致的 (2)禁止進(jìn)行指令重排序 (3)不保證原子性
volatile 的實(shí)現(xiàn)原理 如果對聲明了volatile的變量進(jìn)行寫操作,JVM就會向處理器發(fā)送一條Lock前綴的指令,該Lock指令會使這個(gè)變量所在緩存行的數(shù)據(jù)回寫到系統(tǒng)內(nèi)存,根據(jù)緩存一致性協(xié)議,每個(gè)處理器都會通過嗅探在總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)來檢查自己緩存的值是否已過期,當(dāng)處理器發(fā)現(xiàn)自己的緩存行對應(yīng)的地址被修改,就會將當(dāng)前處理器的緩存行設(shè)置成無效狀態(tài),在下次訪問相同內(nèi)存地址時(shí),強(qiáng)制執(zhí)行緩存行填充。 正確使用 volatile 的場景 volatile 主要用來解決多線程環(huán)境中內(nèi)存不可見問題。對于一寫多讀,是可以解決變量同步問題,但是如果多寫,就無法解決線程安全問題。如: 1、不適合使用volatile的場景(非原子性操作) (1)反例 這個(gè)方法的目的是要確保每次調(diào)用都返回不同的自增值,然而結(jié)果并不理想,問題在于增量操作符( )不是原子操作,實(shí)際上它是一個(gè)由讀?。薷模瓕懭氩僮餍蛄薪M成的組合操作,如果第二個(gè)線程在第一個(gè)線程讀取舊值和寫回新值期間讀取這個(gè)域,第二個(gè)線程與第一個(gè)線程就會讀取到同一個(gè)值。 (2)正例 其實(shí)面對上面的反例場景可以使用JDK1.5 java.util.concurrent.atomic中提供的原子包裝類型來保證原子性操作 2、適合使用 volatile 的場景 在日常工作當(dāng)中volatile大多被在狀態(tài)標(biāo)志的場景當(dāng)中,如: 要通過一個(gè)線程來終止另外一個(gè)線程的場景 (1)反例 運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)該程序根本無法終止循環(huán),原因是,java語言規(guī)范并不保證一個(gè)線程寫入的值對另外一個(gè)線程是可見的,所以即使主線程main函數(shù)修改了共享變量stopThread狀態(tài),但是對th線程并不一定可見,最終導(dǎo)致循環(huán)無法終止。 (2)正例 通過使用關(guān)鍵字volatile修飾共享變量stopThread,根據(jù)volatile的可見性原則可以保證主線程main函數(shù)修改了共享變量stopThread狀態(tài)后對線程th來說是立即可見的,所以在兩秒內(nèi)線程th將停止循環(huán)。 總結(jié) 本文通過對volatile的特性介紹,以及volatile的實(shí)現(xiàn)原理,最后結(jié)合volatile的特性舉例說明它在使用過程中應(yīng)該注意的使用規(guī)則,好了,希望本文對您有所幫助! |
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