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今天就跟大家聊聊有關(guān)如何解析Java volatile關(guān)鍵字的代碼,可能很多人都不太了解,為了讓大家更加了解,小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容,希望大家根據(jù)這篇文章可以有所收獲。
相信大多數(shù)Java程序員都學(xué)習(xí)過volatile這個(gè)關(guān)鍵字的用法。百度百科上對volatile的定義:
volatile是一個(gè)類型修飾符(type specifier),被設(shè)計(jì)用來修飾被不同線程訪問和修改的變量。volatile的作用是作為指令關(guān)鍵字,確保本條指令不會(huì)因編譯器的優(yōu)化而省略,且要求每次直接讀值。
可能有很多剛學(xué)Java的朋友們看了上面這段非?;\統(tǒng)的描述后仍然覺得云里霧里的。
下面我們就用一個(gè)具體的例子來學(xué)習(xí)volatile的用法。
看這個(gè)例子:
public class ThreadVerify { public static Boolean stop = false; public static void main(String args[]) throws InterruptedException { Thread testThread = new Thread(){ @Override public void run(){ int i = 1; while(!stop){ //System.out.println("in thread: " + Thread.currentThread() + " i: " + i); i++; } System.out.println("Thread stop i="+ i); } } ; testThread.start(); Thread.sleep(1000); stop = true; System.out.println("now, in main thread stop is: " + stop); testThread.join(); } }
這段代碼在主線程的第二行定義了一個(gè)布爾變量stop, 然后主線程啟動(dòng)一個(gè)新線程,在線程里不停得增加計(jì)數(shù)器i的值,直到主線程的布爾變量stop被主線程置為true才結(jié)束循環(huán)。
主線程用Thread.sleep停頓1秒后將布爾值stop置為true。
因此,我們期望的結(jié)果是,上述Java代碼執(zhí)行1秒鐘后停止,并且打印出1秒鐘內(nèi)計(jì)數(shù)器i的實(shí)際值。
然而,執(zhí)行這個(gè)Java應(yīng)用后,你發(fā)現(xiàn)它進(jìn)入了死循環(huán),在任務(wù)管理器里發(fā)現(xiàn)這個(gè)Java程序CPU占用率飆升。
原因是什么呢?讓我們溫習(xí)下計(jì)算機(jī)專業(yè)課操作系統(tǒng)中講過的內(nèi)存模型的知識。
以Java內(nèi)存模型為例,Java內(nèi)存模型分為主內(nèi)存(main memory)和工作內(nèi)存(work memory)。主內(nèi)存內(nèi)的變量由所有線程共享,每個(gè)線程擁有自己的工作內(nèi)存,里面的變量包含了線程局部變量。主內(nèi)存中的變量如果被線程使用到,則線程的工作內(nèi)存會(huì)維護(hù)一份主內(nèi)存變量的副本拷貝。
線程對變量的所有讀寫操作必須在工作內(nèi)存中進(jìn)行,不能直接操作主內(nèi)存中的變量。不同線程之間也無法直接訪問對方的工作內(nèi)存。線程間變量的傳遞需通過主內(nèi)存來完成。線程、主內(nèi)存、工作內(nèi)存三者之間的交互關(guān)系如下圖:
如果線程在自己的執(zhí)行代碼里修改了定義在主線程(主內(nèi)存)中的變量,修改直接發(fā)生在線程的工作內(nèi)存里,然后在某個(gè)時(shí)刻(Java程序員無法控制這個(gè)時(shí)刻,而是由JVM調(diào)度的),這個(gè)修改從工作內(nèi)存寫回到主內(nèi)存。
回到我們的例子。盡管主線程修改了stop變量,但是僅僅修改了主內(nèi)存中的值,而操作計(jì)數(shù)器的線程的工作內(nèi)存里的stop變量還是舊的值,始終為false。因此這個(gè)線程陷入了死循環(huán)。
知道了原理,解決方案就很簡單了。在stop變量前加上關(guān)鍵字volatile進(jìn)行修飾,這樣在計(jì)數(shù)器線程里每次讀取stop的值時(shí),volatile會(huì)強(qiáng)制該線程從主內(nèi)存讀取,而不是從當(dāng)前線程的工作內(nèi)存讀取。這樣就避免了死循環(huán)。下圖顯示1秒鐘之后,計(jì)數(shù)器執(zhí)行了14億次。
看完上述內(nèi)容,你們對如何解析Java volatile關(guān)鍵字的代碼有進(jìn)一步的了解嗎?如果還想了解更多知識或者相關(guān)內(nèi)容,請關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道,感謝大家的支持。
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