volatile是什么

本篇內容主要講解“volatile是什么”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“volatile是什么”吧!

今天閑來無事跟同事小麥大叔閑聊，

SoWhat：麥叔聽說你偷偷面阿里啦，面的咋樣？
小麥大叔： 一面挺簡單的，主要問了一些基本的數(shù)據(jù)結構跟算法，還問了下 HashMap的十大常見基本問題。我都答案上來了，還問了我JDK7環(huán)，幸虧你那個HashMap環(huán)繪制的牛逼，我答的不錯就讓我準備二面了。
SoWhat:二面類？
小麥大叔：二面問了我一些JVM的問題，問我對于JVM內存模型的理解，還有GC的常見理解，最終還問了我下類加載機制，我看你之前水過這個 JVM系列，就依葫蘆畫瓢答上來了，讓我準備三面。
SoWhat：麥叔這波可以啊，三面問的啥??？
小麥大叔：三面問了我一些CAS、Lock、AQS跟 ConcurrentHashMap 的底層實現(xiàn)什么的，還問了我下線程池的七大參數(shù)跟四大拒絕策略，以及使用注意事項。我看你水過 并發(fā)編程系列，也就答上來了。
Sowhat：厲害啊這是要過的節(jié)奏阿！
小麥大叔：過個錘子，三面的這個總監(jiān)最后竟然問了我下我對volatile的底層原理。你妹的你么水，我就答了一些基本的可見性跟弱原子性，然后我感覺面試官不太滿意啊！
Sowhat：額好吧，那我抓緊再水文寫下個關于volatile的使用。

使用

volatile變量自身具有下列特性相信大家都知道：

1. 可見性。對一個volatile變量的讀，總是能看到（任意線程）對這個volatile變量最后的寫入。

2. 原子性：對任意單個volatile變量的讀/寫具有原子性，但類似于volatile++這種復合操作不具有原子性。

其中第二點可以理解為把對 volatile 變量的單個讀/寫，看成是使用同一個鎖對這些單個讀/寫操作做了同步,就跟下面的SoWhat跟SynSoWhat功能類似哦。

class SoWhat{
   
   
   volatile int i = 0; // volatile修飾的變量public int getI(){
   
   
   return i;// 單個volatile變量的讀}public  void setI(int j){
   
   
   this.i = j; // 單個volatile 變量的寫}public void inc(){
   
   
   i++;//復合多個volatile 變量}}class SynSoWhat{
   
   
    int i = 0;public synchronized int getI(){
   
   
   return i;}public  synchronized void setI(int j){
   
   
   this.i = j;}public void inc(){
   
   
    // 普通方法調用int tmp = getI(); // 調用已同步方法tmp = tmp + 1;//普通寫方法setI(tmp);// 調用已同步方法}}

寫理解

volatile寫的內存語義如下：

當寫一個volatile變量時，JMM會把該線程對應的本地中的共享變量值刷新到主內存。

public class VolaSemanteme {
   
   
   int a = 0;volatile boolean flag = false; // 這是重點哦public void init() {
   
   
   
		a = 1; 
		flag = true; 
		//.......}public void use() {
   
   
   if (flag) {
   
   
    
			int i = a * a; 
		}//.......}}

線程A調用init方法，線程B調用use方法。

讀理解

volatile讀的內存語義如下：

當讀一個volatile變量時，JMM會把該線程對應的本地內存置為無效。線程接下來將從主內存中讀取共享變量。

public class VolaSemanteme {
   
   
   int a = 0;volatile boolean flag = false; // 這是重點哦public void init() {
   
   
   
		a = 1; 
		flag = true; 
		//.......}public void use() {
   
   
   if (flag) {
   
   
    
			int i = a * a; 
		}//.......}}

流程圖大致是這樣的：

volatile 指令重排

volatile 變量的內存可見性是基于內存屏障（Memory Barrier）實現(xiàn)。關于內存屏障的具體講解以前寫過不再重復，JMM裝逼于無形這里說過?？偨Y來說就是JMM內部會有指令重排，并且會有af-if-serial跟happen-before的理念來保證指令重拍的正確性。內存屏障就是基于4個匯編級別的關鍵字來禁止指令重排的，其中volatile的重拍規(guī)則如下：

1. 第一個為讀操作時，第二個任何操作不可重排序到第一個前面。

2. 第二個為寫操作時，第一個任何操作不可重排序到第二個后面。

3. 第一個為寫操作時，第二個的讀寫操作也不運行重排序。

volatile寫底層實現(xiàn)

JMM對volatile的內存屏障插入策略

在每個volatile寫操作的前面插入一個StoreStore屏障。在每個volatile寫操作的后面插入一個StoreLoad屏障。

volatile 讀底層

JMM對volatile的內存屏障插入策略

在每個volatile讀操作的后面插入一個LoadLoad屏障。在每個volatile讀操作的后面插入一個LoadStore屏障。

其中重點說下volatile讀后面為什么跟了個LoadLoad。加入我有如下代碼 AB兩個線程執(zhí)行，B線程的flag獲取下面的讀被提前了。

volatile的實現(xiàn)原理

有volatile變量修飾的共享變量進行寫操作的時候會使用CPU提供的Lock前綴指令。在CPU級別的功能如下：

1. 將當前處理器緩存行的數(shù)據(jù)寫回到系統(tǒng)內存

2. 這個寫回內存的操作會告知在其他CPU你們拿到的變量是無效的下一次使用時候要重新共享內存拿。

我們可以通過jitwatch對簡單的代碼進行詳細的反匯編看一下。

package com.sowhat.demo;public class VolaSemanteme {
   
   
   int unvloatileVal = 0;volatile boolean flag = false;public void init() {
   
   
   unvloatileVal = 1;flag = true; // 第九行哦}public void use() {
   
   
   if (flag) {
   
   
   int LocalA = unvloatileVal;if (LocalA == 0) {
   
   
   throw new RuntimeException("error");}}}public static void main(String[] args) {
   
   
   VolaSemanteme volaSemanteme = new VolaSemanteme();volaSemanteme.init();volaSemanteme.use();}}

對普通變量的賦值操作：

對volatile變量的賦值操作。

可以對比得出，volatile 修飾的變量確實會多一個 lock addl $0x0,(%rsp) 指令。

0x0000000114ce95cb: lock addl $0x0,(%rsp)  ;*putfield flag  ; - com.sowhat.demo.VolaSemanteme::init@7 (line 9)

到此，相信大家對“volatile是什么”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續(xù)學習！