這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)Java并發(fā)編程中Volatile不能保證數(shù)據(jù)同步,文章內(nèi)容質(zhì)量較高,因此小編分享給大家做個參考,希望大家閱讀完這篇文章后對相關(guān)知識有一定的了解。
成都創(chuàng)新互聯(lián)公司-專業(yè)網(wǎng)站定制、快速模板網(wǎng)站建設(shè)、高性價比臺前網(wǎng)站開發(fā)、企業(yè)建站全套包干低至880元,成熟完善的模板庫,直接使用。一站式臺前網(wǎng)站制作公司更省心,省錢,快速模板網(wǎng)站建設(shè)找我們,業(yè)務(wù)覆蓋臺前地區(qū)。費用合理售后完善,10多年實體公司更值得信賴。
通過一個實例去驗證volatile修飾的變量并不能保證其數(shù)據(jù)同步。
Java內(nèi)存模型規(guī)定了所有變量都存儲在主內(nèi)存中,每條線程都有自己的工作內(nèi)存,線程的工作內(nèi)存保存了被該線程使用到變量的主內(nèi)存副本拷貝,線程 對變量的所有操作(讀取,賦值等)都必須在工作內(nèi)存中進(jìn)行,而不能直接讀寫主內(nèi)存中的變量。不同線程也不能直接訪問對方工作內(nèi)存中的變量,線程間變量值的 傳遞均需要通過主內(nèi)存來完成,線程,主內(nèi)存,工作內(nèi)存三者的交互關(guān)系如圖所示。
當(dāng)一個變量定義成volatile之后, 保證了此變量對所有線程的可見性,也就是說當(dāng)一條線程修改了這個變量的值,新的值對于其它線程來說是可以立即得知的.此時,該變量的讀寫操作直接在主內(nèi)存中完成.
Volatile 變量具有 synchronized 的可見性特性,但是不具備原子特性。
Volatile variables share the visibility features of synchronized, but none of the atomicity features.
雖然增量操作(x++)看上去類似一個單獨操作,實際上它是一個由讀取-修改-寫入操作序列組成的組合操作,必須以原子方式執(zhí)行,而 volatile 不能提供必須的原子特性。
While the increment operation (x++) may look like a single operation, it is really a compound read-modify-write sequence of operations that must execute atomically -- and volatile does not provide the necessary atomicity.
在多線程并發(fā)的環(huán)境下, 各個線程的讀/寫操作可能有重疊現(xiàn)象, 在這個時候, volatile并不能保證數(shù)據(jù)同步.
下面將給出一個實例:
實例==> 500個線程一起運行,每個線程對1到100求和1000次操作,然后將一個volatile共享變量值加1. 當(dāng)500個線程都完成操作之后, 期望的值是500,因為每個線程執(zhí)行完畢之后都會對這個volatile變量加1.
一直循環(huán)執(zhí)行這個程序,直到出現(xiàn)volatile變量的值小于500為止,也就是出現(xiàn)數(shù)據(jù)不同步。
public class NonSafeThread implements Runnable { /** 共享資源, 每個線程執(zhí)行完之后加 1 */ private volatile int volatileCount = 0; public void run() { /* * 每個線程調(diào)用sum100()方法,1000次 */ for (int i = 1; i <= 1000; i++) { sum100(); } /* * 計算完畢之后, volatileCount 加 1 */ increase(); } private void increase() { volatileCount++; } /** * 對 1 到 100 求和 */ private int sum100() { int result = 0; for (int i = 1; i <= 100; i++) { result += i; } return result; } /** * @return the volatileCount */ public int getVolatileCount() { return volatileCount; } }
/** * @author Eric * * @version 1.0 */ public class NonSafeThreadTest { public static void main(String[] args) { /** 記錄循環(huán)次數(shù) */ int loopCount = 0; /** 以main函數(shù)主線程創(chuàng)建一個是線程組 */ ThreadGroup threadGroup = Thread.currentThread().getThreadGroup(); for (;;) { loopCount++; /* * 啟動500個線程,初始化的線程會添加到當(dāng)前線程組中 */ NonSafeThread nonSafeThread = new NonSafeThread(); startThreads(nonSafeThread); /* * 如果線程組中除了主線程之外,還有其它線程,則休眠5毫秒,然后再判斷線程組中 剩余的線程數(shù),直到只剩下主線程一個為止。 */ while (!isOnlyMainThreadLeft(threadGroup)) { sleep(5); } /* * 500個線程運行完畢,那么此時的volatile變量volatileCount的值應(yīng)該500, 因為每個線程將其值加1。 * * 驗證是否出現(xiàn)線程不安全的情況。 */ validate(loopCount, nonSafeThread.getVolatileCount(), 500); } } /** * 啟動500個線程 */ private static void startThreads(NonSafeThread nonSafeThread) { for (int i = 0; i < 500; i++) { new Thread(nonSafeThread).start(); } } /** * 驗證是否出現(xiàn)線程不安全的情況。 如果是,則打印出線程不安全的信息。 */ private static void validate(int loopCount, int actualValue, int expectedValue) { if (!isVolatileCountExpected(actualValue, expectedValue)) { printNonSafeMessage(loopCount, actualValue, expectedValue); /* * 正常退出程序。 */ System.exit(0); } } /** * 在控制臺打印出現(xiàn)線程不安全時的信息。 */ private static void printNonSafeMessage(int loopCount, int actualValue, int expectedValue) { System.out.println(String.format( "第%d次循環(huán),出現(xiàn)線程不安全的情況,volatile的值不正確,期望值是%d, 但是500個線程運行的情況下是%d", loopCount, expectedValue, actualValue)); } /** * 判斷實際中的volatile值與期望值是否一致。 */ private static boolean isVolatileCountExpected(int actualValue, int expectedValue) { return actualValue == expectedValue; } /** * 讓線程休眠millis毫秒 */ private static void sleep(long millis) { try { Thread.sleep(millis); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } /** * 判斷一個線程組是否只剩下主線程了。 * * 如果是則返回true,如果不是則放回false. */ private static boolean isOnlyMainThreadLeft(ThreadGroup tg) { return tg.activeCount() == 1; } }
某次運行,輸出的結(jié)果如下:
第83次循環(huán),出現(xiàn)線程不安全的情況,volatile的值不正確,期望值是500, 但是500個線程運行的情況下是499
在這種情況下,可以通過 Lcak和synchronized來保證數(shù)據(jù)的同步。
如:
1. 使用Lock,修改NonSafeThread類的run方法的內(nèi)容:
public void run() { lock.lock(); try { /* * 每個線程調(diào)用sum100()方法,1000次 */ for (int i = 1; i <= 1000; i++) { sum100(); } /* * 計算完畢之后, volatileCount 加 1 */ increase(); } finally { lock.unlock(); } }
2. 使用synchronized
public void run() { synchronized ("") { /* * 每個線程調(diào)用sum100()方法,1000次 */ for (int i = 1; i <= 1000; i++) { sum100(); } /* * 計算完畢之后, volatileCount 加 1 */ increase(); } }
如果用Lock或者synchronized修改了NonSafeThread類, 如果再想跑這個程序的話,需要控制一下NonSafeThreadTest中for循環(huán)中執(zhí)行的次數(shù),比如1000次 (我運行程序的時候,一般都在100次以內(nèi)打印出數(shù)據(jù)不安全的結(jié)果),以免導(dǎo)致程序在Lock或者synchronized修改后一直執(zhí)行下去.
關(guān)于Java并發(fā)編程中Volatile不能保證數(shù)據(jù)同步就分享到這里了,希望以上內(nèi)容可以對大家有一定的幫助,可以學(xué)到更多知識。如果覺得文章不錯,可以把它分享出去讓更多的人看到。
新聞名稱:Java并發(fā)編程中Volatile不能保證數(shù)據(jù)同步
轉(zhuǎn)載注明:http://muchs.cn/article24/ihdjje.html
成都網(wǎng)站建設(shè)公司_創(chuàng)新互聯(lián),為您提供全網(wǎng)營銷推廣、品牌網(wǎng)站制作、靜態(tài)網(wǎng)站、App設(shè)計、網(wǎng)站內(nèi)鏈、建站公司
聲明:本網(wǎng)站發(fā)布的內(nèi)容(圖片、視頻和文字)以用戶投稿、用戶轉(zhuǎn)載內(nèi)容為主,如果涉及侵權(quán)請盡快告知,我們將會在第一時間刪除。文章觀點不代表本網(wǎng)站立場,如需處理請聯(lián)系客服。電話:028-86922220;郵箱:631063699@qq.com。內(nèi)容未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載,或轉(zhuǎn)載時需注明來源: 創(chuàng)新互聯(lián)