java volatile关键字作用及使用场景详解

 更新时间:2019年08月04日 14:18:23   转载 作者:孜然狼  
在本文里我们给大家分享的是关于java volatile关键字作用及使用场景的相关知识点内容,需要的朋友们学习下。

1. volatile关键字的作用:保证了变量的可见性(visibility)。被volatile关键字修饰的变量,如果值发生了变更,其他线程立马可见,避免出现脏读的现象。如以下代码片段,isShutDown被置为true后,doWork方法仍有执行。如用volatile修饰isShutDown变量,可避免此问题。

public class VolatileTest3 {
 static class Work {
 boolean isShutDown = false;

 void shutdown() {
  isShutDown = true;
  System.out.println("shutdown!");
 }

 void doWork() {
  while (!isShutDown) {
  System.out.println("doWork");
  }
 }
 }

 public static void main(String[] args) {
 Work work = new Work();

 new Thread(work::doWork).start();
 new Thread(work::doWork).start();
 new Thread(work::doWork).start();
 new Thread(work::shutdown).start();
 new Thread(work::doWork).start();
 new Thread(work::doWork).start();
 new Thread(work::doWork).start();
 }
}

出现脏读时,运行结果如下:

2. 为什么会出现脏读?

Java内存模型规定所有的变量都是存在主存当中,每个线程都有自己的工作内存。线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行,而不能直接对主存进行操作。并且每个线程不能访问其他线程的工作内存。变量的值何时从线程的工作内存写回主存,无法确定。

3. happens-before规则的理解与勘误

在网上查volatile关键字相关信息时,多篇博客提到了happens-before原则,个人对此原则的理解是:当操作该volatile变量时,所有前序对该变量的操作都已完成(如不存在已变更,但未写回主存的情况),所有后续对该变量的操作,都未开始。仅此而已。

这里,我认为网上很常见的一个理论对此理解有误,如下图。此观点认为,由于volatile变量flag的happens-before原则,所以A线程2处对其的写操作一定先于B线程3处对其的读操作。其实这种观点是有逻辑缺陷的,如果存在一个C线程,先读取flag的值,后写入flag的值,那C线程的执行时机是什么呢?如果还有其他D、E线程呢。。。对于这段代码的正确理解是,只要3处拿到的flag是true,那么a的值一定是1,而不是0.因为volition修饰的变量,处理器不会对其进行重排序,所以1处对a的赋值,一定发生在2处对flag的赋值之前。如果flag不是volatile变量,那么1处和2处代码的执行顺序是无法保证的(处理器的指令重排序),虽然大部分情况1会先于2执行。happens-before原则约束的并不是多线程对同一变量的读和写操作之间的顺序,而是保证读操作时,前序所有对该变量的写操作已生效(写回主存)。

 

 

验证如下:

public class VolatileTest {
 static class A {
 int a = 0;
 volatile boolean flag = false;

 void writer() {
  a = 1;   //1
  flag = true;  //2
  System.out.println("write");
 }

 void reader() {
  if (flag) {  //3
  int i = a;  //4
  System.out.println("read true");
  System.out.println("i is :" + i);
  } else {
  int i = a;
  System.out.println("read false");
  System.out.println("i is :" + i);
  }
 }

 }

 public static void main(String[] args) {
 A aaa = new A();
 new Thread(() -> aaa.reader()).start();
 new Thread(() -> aaa.writer()).start();
 }
}

运行结果如下,在写操作执行之前,读操作已完成

 

 4. volatile关键字使用场景

注意:volatile只能保证变量的可见性,不能保证对volatile变量操作的原子性,见如下代码:

public class VolatileTest2 {
 static class A {
 volatile int a = 0;
 void increase() {
  a++;
 }
 int getA(){
  return a;
 }
 }

 public static void main(String[] args) {
 A a = new A();

 new Thread(() -> {
  for (int i = 0;i < 1000;i++) {
  a.increase();
  }
  System.out.println(a.getA());
 }).start();
 new Thread(() -> {
  for (int i = 0;i < 2000;i++) {
  a.increase();
  }
  System.out.println(a.getA());
 }).start();
 new Thread(() -> {
  for (int i = 0;i < 3000;i++) {
  a.increase();
  }
  System.out.println(a.getA());
 }).start();
 new Thread(() -> {
  for (int i = 0;i < 4000;i++) {
  a.increase();
  }
  System.out.println(a.getA());
 }).start();
 new Thread(() -> {
  for (int i = 0;i < 5000;i++) {
  a.increase();
  }
  System.out.println(a.getA());
 }).start();
 }
}

运行结果如下,volatile无法保证a++操作的原子性。

volatile正确的使用方法可参考:https://www.jb51.net/article/166888.htm

以上就是本次介绍知识点的全部内容,感谢大家对脚本之家的支持。

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