关于java:2Volatile不保证原子性

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JMM 之原子性

不可分割,完整性。也就是说某个线程正在做某个具体业务时,两头不能够被加塞或者被宰割,须要具体实现,要么同时胜利,要么同时失败。

代码测试 volatile 是否保障原子性

咱们创立了 20 个线程,而后每个线程别离循环 1000 次,来调用 number++ 的办法

class MyData {
    // 定义 int 变量
    volatile int number = 0;

    public void addPlusPlus() {number++;}
}
public class Test {public static void main(String[] args) {MyData myData = new MyData();

        // 创立 20 个线程,线程外面进行 1000 次循环
        for (int i = 0; i < 20; i++) {new Thread(() -> {for (int j = 0; j < 1000; j++) {myData.addPlusPlus();
                }

            }).start();}

    /* 
        须要期待下面 20 个线程都执行结束后,再用 main 线程获得最终的后果
        这里判断线程数是否大于 2,为什么是 2?因为默认有两个线程的,一个 main 线程,一个 gc 线程
    */
        while (Thread.activeCount() > 2) {Thread.yield(); // yield 示意不执行
        }

        System.out.println("线程运行完后,number 的值为:" + myData.number);
    }
}

线程执行结束后打印 number 的值,假如 volatile 保障原子性的话,那么最初输入的值应该是 20 * 1000 = 20000。

最终后果咱们会发现,number 输入的值并没有 20000,而且是每次运行的后果都不统一的,这阐明了volatile 润饰的变量不保障原子性。

为什么呈现数据失落

A 线程和 B 线程同时批改各自工作空间里的内容。因为可见性,须要从新写入内存,然而 A 线程在写入的时候,BB 线程也同时写入,导致 A 线程的写入操作被挂起,这样造成 B 线程的写入后,A 线程笼罩了 B 线程的值,造成了数据失落的问题。

咱们将一个简略的 n ++ 操作,针对 add() 这个办法的字节码文件进行剖析:

volatile int n = 0;
public void add() {n++;}
  public void add();
    Code:
       0: aload_0    
       1: dup
       2: getfield      
       5: iconst_1
       6: iadd
       7: putfield      
      10: return

咱们能发现 n ++ 这条命令,被拆分为 3 个指令

  1. 执行getfield 从主内存拿到原始 n
  2. 执行iadd 进行加 1 操作
  3. 执行putfileld 把累加后的值写回主内存

如果咱们没有加 synchronized 那么第一步就可能存在着,三个线程同时通过 getfield 命令,拿到内存中的 n 值。而后三个线程,各自在本人的工作内存中进行加 1 操作,然而他们并发执行 iadd 命令的时候,因为只能一个进行写,所以其余操作会被挂起。假如 A 线程,先进行了写操作,在写完后,volatile 的可见性应该通知其余两个线程,主内存的值被批改了。然而因为太快,其余两个线程,陆续执行 iadd 命令,这就造成了其余线程没有接管到主内存 n 的扭转,从而笼罩了原来的值,呈现写失落,这样也就让最终的后果少于 20000。

如何解决

因而阐明,在多线程环境下 n++ 是非线程平安的,如何解决呢?

  • 在办法上加上synchronized

    public synchronized void addPlusPlus() {number ++;}

引入 synchronized 关键字后,保障了该办法每次只可能一个线程进行拜访和操作,最终输入的后果也就为 20000。

  • 为了解决 n ++,引入重量级的同步机制,有种杀鸡焉用牛刀的感觉。

    咱们还能够应用 JUC 上面的 原子包装类 ,即 int 类型的 number,能够应用AtomicInteger 来代替

    // 创立一个原子 Integer 包装类,默认为 0
    AtomicInteger number = new AtomicInteger();
    
    public void addAtomic(){number.getAndIncrement();    // 相当于 number++
    }

正文完
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