Java中Volatile怎么用

這篇文章將為大家詳細講解有關Java中Volatile怎么用，小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

 Volatile：

volatile同步機制又涉及Java內存模型中的可見性、原子性和有序性，惡補基礎一波。

可見性：

可見性簡單的說是線程之間的可見性，一個線程修改的狀態(tài)對另一個線程是可見對，也就是一個線程的修改結果另一個線程可以馬上看到；但通常，我們無法確保執(zhí)行讀操作的線程能夠時時的看到其他線程寫入的值，So為了確保多個線程之間對內存寫入操作可見性，必須使用同步機制；如用volatile修飾的變量就具有可見性，volatile修飾的變量不允許線程內部緩存和重排序，而是直接修改內存，所以對其他線程來說是可見的；但volatile只能保證被修飾的內容具有可見性，并不具備原子性，如volatile int vipNumber = 100，之后有一個vipNumber++ 的操作，這個變量vipNumber具有可見性，但是vipNumber++ 依然是一個非原子操作，也就是說這個操作同樣存在線程安全問題。

原子性：

原子具有不可分割的特性，如int age = 22，這個操作是不可分割的，那么稱其為原子操作，具有原子性；再比如age++，這個操作實際是age = age + 1，其是可分割的，So它不是一個原子操作；而非原子操作都會存在線程安全問題，需要我們使用同步技術(synchronized)來讓它變成一個原子操作；Java的concurrent包下提供了一些原子類，如：AtomicLongMap、AtomicDouble、AtomicReference 等；在Java中用synchronized、lock和unlock來保證原子性。

有序性：

Java語言提供了volatile和synchronized兩個關鍵字來保證線程之間操作的有序性，volatile是因為本身包含“禁止指令重排序”的語義，synchronized是由“一個變量在同一時刻只允許一條線程對其進行l(wèi)ock操作”這條規(guī)則獲得有序性的，此規(guī)則決定了持有同一個對象鎖的兩個同步塊只能串行執(zhí)行。

Volatile原理：

volatile是一種稍弱的同步機制，其用來確保將變量的更新操作通知到其他線程；當變量聲明為volatile類型后，編譯器與JVM運行時都會注意到這個變量時共享的，因此不會將此變量上的操作與其他操作一起重排序；volatile修飾后變量不會緩存在寄存器或者對其他處理器不可見的地方，因此在單曲volatile類型的變量時總會返回最新寫入的值；除此之外，在訪問volatile變量時不會執(zhí)行加鎖操作，也就不會執(zhí)行線程阻塞，因此volatile變量是一種比synchronized關鍵字更輕量級的同步機制；當對非volatile變量進行讀寫時，每個線程從內存拷貝變量到CPU緩存中，如果計算機有多個CPU則每個線程可能在不同的CPU上被處理，這就意味著每個線程都可以拷貝到不同的CPU緩存cache中，而不是像volatile變量那樣直接讀內存，JVM保證其每次讀變量都從內存中讀，跳過了CPU cache這一步驟。

當一個變量定義為volatile之后，其具備的兩種特征：

1、保證此變量對所有的線程的可見性；當一個線程修改了此變量的值，volatle保證新值能夠立即同步到主內存，以及每次使用前立即從主每次刷新；

2、禁止指令重排序優(yōu)化；被volatile修飾的變量賦值后多執(zhí)行了一個“l(fā)oad”操作，此操作相當于一個內存屏障(指令重排序時不能把后面的指令重排序到內存屏障之前到位置)，只有一個CPU訪問內存時，不需要內存屏障；(指令重排序：指CPU采用了允許將多條指令不按程序規(guī)定的順序分開發(fā)送給各相應電路單元處理)

另外：在性能方面，volatile的讀操作性能消耗與普通變量基本無異，但是寫操作稍慢，因為它需要在本地代碼中插入許多內存屏障來保證處理器不發(fā)生亂序執(zhí)行。

這里擼了一個例子用volatile保證線程間的同步，如果變量author不經volatile修飾，線程2中對author的值做了修改并未同步到線程1中，其一直存在緩存中。

FYI:

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j
public class TestVolatile {
 //private volatile String author = "tjt"; // volatile修飾author保證兩個線程到可見性，即不存在緩存cache中
 private String author = "tjt"; // 不用volatile修飾變量author則author修改值后在線程之間并不可見
 private boolean enable = false;
 public static void main(String[] args) throws Exception {
  TestVolatile testVolatile = new TestVolatile();
  log.info("原始定義的author: "+testVolatile.author);
  Thread thread = new Thread( new Runnable() {
   @Override
   public void run() {
    testVolatile.testMethodOne();
   }
  });
  thread.start();
  thread.sleep(2000l);
  testVolatile.testMethodTwo();
 }
 public void testMethodOne() {
  while(true) {
   if ("detect_tjt".equals(author) && enable == false) {
    log.info("線程testMethodOne中檢測到來author修改為: "+author);
    enable = true;
    System.exit(0);
   }
  }  }
 public void testMethodTwo() {
  author = "detect_tjt";
  log.info("線程testMethodTwo中把author修改為: "+author);
 }
}

用volatile修飾author執(zhí)行結果：
- 原始定義的author: tjt
- 線程testMethodTwo中把author修改為: detect_tjt
- 線程testMethodOne中檢測到來author修改為: detect_tjt
無volatile修飾author執(zhí)行結果：

- 原始定義的author: tjt
- 線程testMethodTwo中把author修改為: detect_tjt

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