volatile特性

时间:2023-03-09 17:33:30
volatile特性

volatile保证可见性

一旦一个共享变量(类的成员变量、类的静态成员变量)被volatile修饰之后,那么就具备了两层语义:

  1)保证了不同线程对这个变量进行操作的可见性,即一个线程修改了某个变量的值,这新值对其它线程来说是立即可见的

  2)禁止进行指令重排序

 volatile不能确保原子性

 在访问volatile变量时,不会执行加锁操作,因此也就不会执行线程阻塞。所以volatile变量是一种比sychhronized关键字更轻量级的同步机制

 关于这一点,可看个例子:

public class VolatileDemo {

    private volatile int number = ;

    public int getNumber() {
return this.number;
} public void add() {
this.number++;
} public static void main(String[] args) {
final VolatileDemo demo = new VolatileDemo();
for (int i = ; i < ; i++) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
demo.add();
}
}).start();
} // 如果还有子线程在运行,主线程就让出CPU资源
// 直到所有的子线程都运行完了,主线程再继续往下执行
while (Thread.activeCount() > ) {
Thread.yield();
}
System.out.println("number:" + demo.getNumber());
} }

大家想一下这段程序的输出结果是多少?也许有些朋友认为是500,但是事实上运行它会发现偶尔会出现小于500的值。如果在number++前,加一个Thread.sleep(),效果更明显

接下来,我们分析一下为啥会出现这种情况:

假如某个时刻变量number=5

1. 线程A读取number的值,然后阻塞

2. 线程B读取number的值

3. 线程B执行加1操作

4. 线程B写入最新的number的值(6)到主内存中。此时线程A工作内存中number还是5

5. 线程A执行加1操作

6. 线程A写入最新的number值(6)到主内存中

两个线程分别进行了一次自增操作后,number只增加了1。

根源就在自增操作不是原子性操作,而volatile也无法保证对变量的任何操作都是原子性

解决方案:可以通过synchronized或lock,进行加锁,来保证操作的原子性。也可以通过AtomicInteger。

具体例子:

    public void add2() {
// 加上synchronized后,就可以保证原子性
synchronized (this) {
this.number++;
}
} public void add3() {
// 加上lock后,保证原子性
lock.lock();
try {
this.number++;
} finally {
lock.unlock();
}
} //AtomicInteger是一个提供原子操作的Integer类,通过线程安全的方式操作加减
private AtomicInteger count = new AtomicInteger(); public void add4() {
count.getAndIncrement();
}

volatile的适用场景:

  1、对变量的写入操作不依赖其当前值(如 number++ 、count = count * 5等)

  2、该变量没有包含在具有其它变量的不变式中

3、volatile的一个重要作用就是和CAS结合,保证了原子性,详细的可以参见java.util.concurrent.atomic包下的类,比如AtomicInteger

参考资料:http://www.importnew.com/24082.html