Java中Volatile怎么用

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)Java中Volatile怎么用，小編覺(jué)得挺實(shí)用的，因此分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

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 Volatile：

volatile同步機(jī)制又涉及Java內(nèi)存模型中的可見(jiàn)性、原子性和有序性，惡補(bǔ)基礎(chǔ)一波。

可見(jiàn)性：

可見(jiàn)性簡(jiǎn)單的說(shuō)是線程之間的可見(jiàn)性，一個(gè)線程修改的狀態(tài)對(duì)另一個(gè)線程是可見(jiàn)對(duì)，也就是一個(gè)線程的修改結(jié)果另一個(gè)線程可以馬上看到；但通常，我們無(wú)法確保執(zhí)行讀操作的線程能夠時(shí)時(shí)的看到其他線程寫(xiě)入的值，So為了確保多個(gè)線程之間對(duì)內(nèi)存寫(xiě)入操作可見(jiàn)性，必須使用同步機(jī)制；如用volatile修飾的變量就具有可見(jiàn)性，volatile修飾的變量不允許線程內(nèi)部緩存和重排序，而是直接修改內(nèi)存，所以對(duì)其他線程來(lái)說(shuō)是可見(jiàn)的；但volatile只能保證被修飾的內(nèi)容具有可見(jiàn)性，并不具備原子性，如volatile int vipNumber = 100，之后有一個(gè)vipNumber++ 的操作，這個(gè)變量vipNumber具有可見(jiàn)性，但是vipNumber++ 依然是一個(gè)非原子操作，也就是說(shuō)這個(gè)操作同樣存在線程安全問(wèn)題。

原子性：

原子具有不可分割的特性，如int age = 22，這個(gè)操作是不可分割的，那么稱其為原子操作，具有原子性；再比如age++，這個(gè)操作實(shí)際是age = age + 1，其是可分割的，So它不是一個(gè)原子操作；而非原子操作都會(huì)存在線程安全問(wèn)題，需要我們使用同步技術(shù)(synchronized)來(lái)讓它變成一個(gè)原子操作；Java的concurrent包下提供了一些原子類，如：AtomicLongMap、AtomicDouble、AtomicReference 等；在Java中用synchronized、lock和unlock來(lái)保證原子性。

有序性：

Java語(yǔ)言提供了volatile和synchronized兩個(gè)關(guān)鍵字來(lái)保證線程之間操作的有序性，volatile是因?yàn)楸旧戆敖怪噶钪嘏判颉钡恼Z(yǔ)義，synchronized是由“一個(gè)變量在同一時(shí)刻只允許一條線程對(duì)其進(jìn)行l(wèi)ock操作”這條規(guī)則獲得有序性的，此規(guī)則決定了持有同一個(gè)對(duì)象鎖的兩個(gè)同步塊只能串行執(zhí)行。

Volatile原理：

volatile是一種稍弱的同步機(jī)制，其用來(lái)確保將變量的更新操作通知到其他線程；當(dāng)變量聲明為volatile類型后，編譯器與JVM運(yùn)行時(shí)都會(huì)注意到這個(gè)變量時(shí)共享的，因此不會(huì)將此變量上的操作與其他操作一起重排序；volatile修飾后變量不會(huì)緩存在寄存器或者對(duì)其他處理器不可見(jiàn)的地方，因此在單曲volatile類型的變量時(shí)總會(huì)返回最新寫(xiě)入的值；除此之外，在訪問(wèn)volatile變量時(shí)不會(huì)執(zhí)行加鎖操作，也就不會(huì)執(zhí)行線程阻塞，因此volatile變量是一種比synchronized關(guān)鍵字更輕量級(jí)的同步機(jī)制；當(dāng)對(duì)非volatile變量進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，每個(gè)線程從內(nèi)存拷貝變量到CPU緩存中，如果計(jì)算機(jī)有多個(gè)CPU則每個(gè)線程可能在不同的CPU上被處理，這就意味著每個(gè)線程都可以拷貝到不同的CPU緩存cache中，而不是像volatile變量那樣直接讀內(nèi)存，JVM保證其每次讀變量都從內(nèi)存中讀，跳過(guò)了CPU cache這一步驟。

當(dāng)一個(gè)變量定義為volatile之后，其具備的兩種特征：

1、保證此變量對(duì)所有的線程的可見(jiàn)性；當(dāng)一個(gè)線程修改了此變量的值，volatle保證新值能夠立即同步到主內(nèi)存，以及每次使用前立即從主每次刷新；

2、禁止指令重排序優(yōu)化；被volatile修飾的變量賦值后多執(zhí)行了一個(gè)“l(fā)oad”操作，此操作相當(dāng)于一個(gè)內(nèi)存屏障(指令重排序時(shí)不能把后面的指令重排序到內(nèi)存屏障之前到位置)，只有一個(gè)CPU訪問(wèn)內(nèi)存時(shí)，不需要內(nèi)存屏障；(指令重排序：指CPU采用了允許將多條指令不按程序規(guī)定的順序分開(kāi)發(fā)送給各相應(yīng)電路單元處理)

另外：在性能方面，volatile的讀操作性能消耗與普通變量基本無(wú)異，但是寫(xiě)操作稍慢，因?yàn)樗枰诒镜卮a中插入許多內(nèi)存屏障來(lái)保證處理器不發(fā)生亂序執(zhí)行。

這里擼了一個(gè)例子用volatile保證線程間的同步，如果變量author不經(jīng)volatile修飾，線程2中對(duì)author的值做了修改并未同步到線程1中，其一直存在緩存中。

FYI:

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j
public class TestVolatile {
 //private volatile String author = "tjt"; // volatile修飾author保證兩個(gè)線程到可見(jiàn)性，即不存在緩存cache中
 private String author = "tjt"; // 不用volatile修飾變量author則author修改值后在線程之間并不可見(jiàn)
 private boolean enable = false;
 public static void main(String[] args) throws Exception {
  TestVolatile testVolatile = new TestVolatile();
  log.info("原始定義的author: "+testVolatile.author);
  Thread thread = new Thread( new Runnable() {
   @Override
   public void run() {
    testVolatile.testMethodOne();
   }
  });
  thread.start();
  thread.sleep(2000l);
  testVolatile.testMethodTwo();
 }
 public void testMethodOne() {
  while(true) {
   if ("detect_tjt".equals(author) && enable == false) {
    log.info("線程testMethodOne中檢測(cè)到來(lái)author修改為: "+author);
    enable = true;
    System.exit(0);
   }
  }  }
 public void testMethodTwo() {
  author = "detect_tjt";
  log.info("線程testMethodTwo中把a(bǔ)uthor修改為: "+author);
 }
}

用volatile修飾author執(zhí)行結(jié)果：
- 原始定義的author: tjt
- 線程testMethodTwo中把a(bǔ)uthor修改為: detect_tjt
- 線程testMethodOne中檢測(cè)到來(lái)author修改為: detect_tjt
無(wú)volatile修飾author執(zhí)行結(jié)果：

- 原始定義的author: tjt
- 線程testMethodTwo中把a(bǔ)uthor修改為: detect_tjt

關(guān)于“Java中Volatile怎么用”這篇文章就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，使各位可以學(xué)到更多知識(shí)，如果覺(jué)得文章不錯(cuò)，請(qǐng)把它分享出去讓更多的人看到。

本文名稱：Java中Volatile怎么用
新聞來(lái)源：http://muchs.cn/article20/jogijo.html

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