谈谈你对volatile的理解 |
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谈谈你对volatile的理解
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一、volatile特性： volatile是Java虚拟机提供的轻量级的同步机制。主要有三大特性： 保证可见性 不保证原子性 禁止指令重排序 1、保证可见性 1）代码演示 AAA线程修改变量number的值为60，main线程获取到的number值是0，就一直循环等待。 原因：int number = 0;number变量之前没有添加volatile关键字，没有可见性。添加volatile关键字，可以解决可见性问题。 public class VolatileDemo { int number = 0; public void addTo60() { this.number = 60; } //volatile可以保证可见性，及时通知其他线程，主物理内存的值已经被修改 public static void main(String[] args) { VolatileDemo volatileDemo = new VolatileDemo(); new Thread(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " come in"); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } volatileDemo.addTo60(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " update number value:" + volatileDemo.number); }, "AAA").start(); //第2个线程是main线程 while (volatileDemo.number == 0) { //main线程就一直等待循环，直到number的值不等于0 } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " mission is over, main thread number value:" + volatileDemo.number); } }2）volatile是如何来保证可见性的呢？ 如果对声明了volatile的变量进行写操作，JVM就会向处理器发送一条Lock前缀的指令。 将这个变量所在缓存行的数据写回到系统内存。 这个写回内存的操作会使在其他CPU里缓存了该内存地址的数据无效。 2、不保证原子性 1）代码演示 volatile修饰number，进行number++操作，每次执行number的返回结果都不一样 public class VolatileDemo { volatile int number = 0; public void increase() { number++; } public static void main(String[] args) { VolatileDemo volatileDemo = new VolatileDemo(); for (int i = 0; i < 20; i++) { new Thread(() -> { for (int j = 0; j < 1000; j++) { volatileDemo.increase(); } }).start(); } // 默认有 main 线程和 gc 线程 while (Thread.activeCount() > 2) { Thread.yield(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " finally number value:" + volatileDemo.number); } }2）volatile为什么不保证原子性？ number++被拆分成3个指令： getfield 从主内存中拿到原始值 iadd 在线程工作内存中进行加1操作 putfield 把累加后的值写回主内存 如果第二个线程在第一个线程读取旧值和写回新值期间读取number的值， 那么第二个线程就会与第一个线程看到同一个值，并执行相同值的加1操作，这也就造成了线程安全失败。 3、禁止指令重排序 volatile的写-读与锁的释放-获取有相同的内存效果。 volatile写-读的内存语义： 当写一个volatile变量时，JMM会把线程A对应的本地内存中的共享变量值刷新到主内存。 当读一个volatile变量时，JMM会把线程B对应的本地内存置为无效。线程接下来将从主内存中读取共享变量。 线程A写一个volatile变量，随后线程B读这个volatile变量，实质上是线程A通过主内存向线程B发送消息。 public class VolatileExample { int a = 0; volatile boolean flag = false; public void writer() { a = 1; flag = true; } public void reader() { if (flag) { System.out.println("resultValue:" + a); } } }为了实现volatile的内存语义，编译器在生成字节码时，会在指令序列中插入内存屏障来禁止特定类型的处理器重排序 volatile写插入内存屏障： |
3）如何解决原子性问题 CAS机制：AtomicInteger number = AtomicInteger(0) 锁机制：synchronized、Lock
volatile读插入内存屏障： 
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