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這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)Java中volatile關(guān)鍵字有什么用,文章內(nèi)容質(zhì)量較高,因此小編分享給大家做個參考,希望大家閱讀完這篇文章后對相關(guān)知識有一定的了解。
Java語言中關(guān)鍵字 volatile 被稱作輕量級的 synchronized,與synchronized相比,volatile編碼相對簡單且運行的時的開銷較少,但能夠正確合理的應(yīng)用好 volatile 并不是那么的容易,因為它比使用鎖更容易出錯,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。
(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
(1)volatile 變量具有 synchronized 的可見性特性,及如果一個字段被聲明為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
注:
① 重排序:重排序通常是編譯器或運行時環(huán)境為了優(yōu)化程序性能而采取的對指令進(jìn)行重新排序執(zhí)行的一種手段
② 原子性:不可中斷的一個或一系列操作
③ 可見性:鎖提供了兩種主要特性:互斥和可見性,互斥即一次只允許一個線程持有某個特定的鎖,因此可使用該特性實現(xiàn)對共享數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)訪問協(xié)議,這樣,一次就只有一個線程能夠使用該共享數(shù)據(jù)??梢娦砸訌?fù)雜一些,它必須確保釋放鎖之前對共享數(shù)據(jù)做出的更改對于隨后獲得該鎖的另一個線程是可見的。
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,強制執(zhí)行緩存行填充。
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
private static volatile int nextSerialNum = 0; public static long generateSerialNum() { return nextSerialNum++; }
這個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,實際上它是一個由讀?。薷模瓕懭氩僮餍蛄薪M成的組合操作,如果第二個線程在第一個線程讀取舊值和寫回新值期間讀取這個域,第二個線程與第一個線程就會讀取到同一個值。
(2)正例
其實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
private static AtomicInteger nextSerialNum = new AtomicInteger(0); public static long generateSerialNum() { return nextSerialNum.getAndIncrement(); }
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:
要通過一個線程來終止另外一個線程的場景
(1)反例
private static boolean stopThread; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread th = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { int i = 0; while (!stopThread) { i++; } } }); th.start(); TimeUnit.SECONDS.sleep(2); stopThread = true; }
運行后發(fā)現(xiàn)該程序根本無法終止循環(huán),原因是,java語言規(guī)范并不保證一個線程寫入的值對另外一個線程是可見的,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,最終循環(huán)可能無法終止。
(2)正例
private static volatile boolean stopThread; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread th = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { int i = 0; while (!stopThread) { i++; } } }); th.start(); TimeUnit.SECONDS.sleep(2); stopThread = true; }
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)。
關(guān)于Java中volatile關(guān)鍵字有什么用就分享到這里了,希望以上內(nèi)容可以對大家有一定的幫助,可以學(xué)到更多知識。如果覺得文章不錯,可以把它分享出去讓更多的人看到。
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