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volatile关键字保障了在多线程环境下,被润饰的变量在别批改后会马上同步到主存,这样该线程对这个变量的批改就是对所有其余线程可见的,其余线程可能马上读到这个批改后值.
Thread的本地内存
- 每个Thread都领有本人的线程存储空间
- Thread何时同步本地存储空间的数据到主存是不确定的
例子
借用Google JEREMY MANSON 的解释,上图示意两个线程并发执行,而且代码程序上为Thread1->Thread2
1、不必 volatile
如果ready字段不应用volatile,那么Thread 1对ready做出的批改对于Thread2来说未必是可见的,是否可见是不确定的.如果此时thread1 ready泄露了(leak through)了,那么Thread 2能够看见ready为true,然而有可能answer的扭转并没有泄露,则thread2有可能会输入 0 (answer=42对thread2并不可见)
2、应用 volatile
应用volatile当前,做了如下事件
- 每次批改volatile变量都会同步到主存中
- 每次读取volatile变量的值都强制从主存读取最新的值(强制JVM不可优化volatile变量,如JVM优化后变量读取会应用cpu缓存而不从主存中读取)
- 线程 A 中写入 volatile 变量之前可见的变量, 在线程 B 中读取该 volatile 变量当前, 线程 B 对其余在 A 中的可见变量也可见. 换句话说, 写 volatile 相似于退出同步块, 而读取 volatile 相似于进入同步块
所以如果应用了volatile,那么Thread2读取到的值为read=>true,answer=>42,当然应用volatile的同时也会减少性能开销
留神
volatile并不能保障非源自性操作的多线程平安问题失去解决,volatile解决的是多线程间共享变量的可见性问题,而例如多线程的i++,++i,仍然还是会存在多线程问题,它是无奈解决了.如下:应用一个线程i++,另一个i–,最终失去的后果不为0
public class VolatileTest {
private static volatile int count = 0;
private static final int times = Integer.MAX_VALUE;
public static void main(String[] args) {
long curTime = System.nanoTime();
Thread decThread = new DecThread();
decThread.start();
// 应用run()来运行后果为0,起因是单线程执行不会有线程平安问题
// new DecThread().run();
System.out.println("Start thread: " + Thread.currentThread() + " i++");
for (int i = 0; i < times; i++) {
count++;
}
System.out.println("End thread: " + Thread.currentThread() + " i--");
// 期待decThread完结
while (decThread.isAlive());
long duration = System.nanoTime() - curTime;
System.out.println("Result: " + count);
System.out.format("Duration: %.2fs\n", duration / 1.0e9);
}
private static class DecThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("Start thread: " + Thread.currentThread() + " i--");
for (int i = 0; i < times; i++) {
count--;
}
System.out.println("End thread: " + Thread.currentThread() + " i--");
}
}
}
最初输入的后果是
“
Start thread: Thread[main,5,main] i++Start thread: Thread[Thread-0,5,main] i–End thread: Thread[main,5,main] i–End thread: Thread[Thread-0,5,main] i–Result: -460370604Duration: 67.37s
起因是i++和++i并非原子操作,咱们若查看字节码,会发现
void f1() { i++; }
的字节码如下
void f1();
Code:
0: aload_0
1: dup
2: getfield #2; //Field i:I
5: iconst_1
6: iadd
7: putfield #2; //Field i:I
10: return
可见i++执行了多部操作, 从变量i中读取读取i的值 -> 值+1 -> 将+1后的值写回i中,这样在多线程的时候执行状况就相似如下了
Thread1 Thread2
r1 = i; r3 = i;
r2 = r1 + 1; r4 = r3 + 1;
i = r2; i = r4;
这样会造成的问题就是 r1, r3读到的值都是 0, 最初两个线程都将 1 写入 i, 最初 i 等于 1, 然而却进行了两次自增操作
可知加了volatile和没加volatile都无奈解决非原子操作的线程同步问题
线程同步问题的解决
Java提供了java.util.concurrent.atomic 包来提供线程平安的根本类型包装类,例子如下
package com.qunar.atomicinteger;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
/**
* @author zhenwei.liu created on 2013 13-9-2 下午10:18
* @version $Id$
*/
public class SafeTest {
private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
private static final int times = Integer.MAX_VALUE;
public static void main(String[] args) {
long curTime = System.nanoTime();
Thread decThread = new DecThread();
decThread.start();
// 应用run()来运行后果为0,起因是单线程执行不会有线程平安问题
// new DecThread().run();
System.out.println("Start thread: " + Thread.currentThread() + " i++");
for (int i = 0; i < times; i++) {
count.incrementAndGet();
}
// 期待decThread完结
while (decThread.isAlive());
long duration = System.nanoTime() - curTime;
System.out.println("Result: " + count);
System.out.format("Duration: %.2f\n", duration / 1.0e9);
}
private static class DecThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("Start thread: " + Thread.currentThread() + " i--");
for (int i = 0; i < times; i++) {
count.decrementAndGet();
}
System.out.println("End thread: " + Thread.currentThread() + " i--");
}
}
}
输入
“
Start thread: Thread[main,5,main] i++Start thread: Thread[Thread-0,5,main] i–End thread: Thread[Thread-0,5,main] i–Result: 0Duration: 105.15
论断
- volatile解决了线程间共享变量的可见性问题
- 应用volatile会减少性能开销
- volatile并不能解决线程同步问题
- 解决i++或者++i这样的线程同步问题须要应用synchronized或者AtomicXX系列的包装类,同时也会减少性能开销
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