Java中volatile关键字的含义

在java线程并发处理中,有一个关键字volatile的使用目前存在很大的混淆,以为使用这个关键字,在进行多线程并发处理的时候就可以万事大吉。

Java语言是支持多线程的,为了解决线程并发的问题,在语言内部引入了 同步块 和 volatile 关键字机制。

synchronized

同步块大家都比较熟悉,通过 synchronized 关键字来实现,所有加上synchronized 和 块语句,在多线程访问的时候,同一时刻只能有一个线程能够用

synchronized 修饰的方法 或者 代码块。

volatile

用volatile修饰的变量,线程在每次使用变量的时候,都会读取变量修改后的最的值。volatile很容易被误用,用来进行原子性操作。

下面看一个例子,我们实现一个计数器,每次线程启动的时候,会调用计数器inc方法,对计数器进行加一

执行环境——jdk版本:jdk1.6.0_31 ,内存 :3G cpu:x86 2.4G

/**
 * Java学习交流QQ群:589809992 我们一起学Java!
 */
public class Counter {
 
    public static int count = 0;
 
    public static void inc() {
 
        //这里延迟1毫秒,使得结果明显
        try {
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
        }
 
        count++;
    }
 
    public static void main(String[] args) {
 
        //同时启动1000个线程,去进行i++计算,看看实际结果
 
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    Counter.inc();
                }
            }).start();
        }
 
        //这里每次运行的值都有可能不同,可能为1000
        System.out.println("运行结果:Counter.count=" + Counter.count);
    }
}

运行结果:Counter.count=995

实际运算结果每次可能都不一样,本机的结果为:运行结果:Counter.count=995,可以看出,在多线程的环境下,Counter.count并没有期望结果是1000

很多人以为,这个是多线程并发问题,只需要在变量count之前加上volatile就可以避免这个问题,那我们在修改代码看看,看看结果是不是符合我们的期望

public class Counter {
 
    public volatile static int count = 0;
 
    public static void inc() {
 
        //这里延迟1毫秒,使得结果明显
        try {
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
        }
 
        count++;
    }
 
    public static void main(String[] args) {
 
        //同时启动1000个线程,去进行i++计算,看看实际结果
 
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    Counter.inc();
                }
            }).start();
        }
 
        //这里每次运行的值都有可能不同,可能为1000
        System.out.println("运行结果:Counter.count=" + Counter.count);
    }
}

运行结果:Counter.count=992

运行结果还是没有我们期望的1000,下面我们分析一下原因

在 java 垃圾回收整理一文中,描述了jvm运行时刻内存的分配。其中有一个内存区域是jvm虚拟机栈,每一个线程运行时都有一个线程栈,

线程栈保存了线程运行时候变量值信息。当线程访问某一个对象时候值的时候,首先通过对象的引用找到对应在堆内存的变量的值,然后把堆内存

变量的具体值load到线程本地内存中,建立一个变量副本,之后线程就不再和对象在堆内存变量值有任何关系,而是直接修改副本变量的值,

在修改完之后的某一个时刻(线程退出之前),自动把线程变量副本的值回写到对象在堆中变量。这样在堆中的对象的值就产生变化了。下面一幅图

描述这写交互

read and load 从主存复制变量到当前工作内存use and assign  执行代码,改变共享变量值 store and write 用工作内存数据刷新主存相关内容

其中use and assign 可以多次出现

但是这一些操作并不是原子性,也就是 在read load之后,如果主内存count变量发生修改之后,线程工作内存中的值由于已经加载,不会产生对应的变化,所以计算出来的结果会和预期不一样

对于volatile修饰的变量,jvm虚拟机只是保证从主内存加载到线程工作内存的值是最新的

例如假如线程1,线程2 在进行read,load 操作中,发现主内存中count的值都是5,那么都会加载这个最新的值

在线程1堆count进行修改之后,会write到主内存中,主内存中的count变量就会变为6

线程2由于已经进行read,load操作,在进行运算之后,也会更新主内存count的变量值为6

导致两个线程及时用volatile关键字修改之后,还是会存在并发的情况。

我有一个微信公众号,经常会分享一些Java技术相关的干货。如果你喜欢我的分享,可以用微信搜索“Java团长”或者“javatuanzhang”关注。

原创声明,本文系作者授权云+社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

编辑于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏青枫的专栏

System类的成员方法:public static void gc() 运行垃圾回收器

System.gc()可用于垃圾回收。当使用System.gc()回收某个对象所占用的内存之前,通过要求程序调用适当的方法来清理资源。

1012
来自专栏小灰灰

JDK容器学习之Queue: ArrayDeque

数组双端队列 ArrayDeque 双端队列,表示可以添加元素到(或删除,获取)队列头也可以添加元素到(或删除,获取)队列尾 ? 1. 底层数据结构 类中定义成...

1726
来自专栏V站

30个php操作redis常用方法代码例子

Redis的操作很多的,以前看到一个比较全的博客,但是现在找不到了。查个东西搜半天,下面整理一下PHP处理Redis的例子,个人觉得常用一些例子。下面的例子都是...

924
来自专栏小二的折腾日记

day5(面向对象2)

为什么出现集合类? 数组是固定长度的,集合是可变长度的。 为什么出现这么多的容器? 因为每一个容器对数据的存储方式都有不同。这个存储方式称之为:数据结构。

663
来自专栏互联网研发闲思录

C++ study

3、数组析构方式为delete []arr;其中arr要指向初始地址,如中间有移动需析构前移动到出始地址。

720
来自专栏Golang语言社区

Go语言中的管道(Channel)总结

管道(Channel)是Go语言中比较重要的部分,经常在Go中的并发中使用。今天尝试对Go语言的管道来做以下总结。总结的形式采用问答式的方法,让答案更有目的性。...

3476
来自专栏决胜机器学习

《Redis设计与实现》读书笔记(八) ——Redis列表对象和哈希对象实现原理

《Redis设计与实现》读书笔记(八) ——Redis列表对象和哈希对象实现原理 (原创内容,转载请注明来源,谢谢) 一、列表对象 列表对象的编码可以是zipl...

3567
来自专栏拭心的安卓进阶之路

JavaScript 的闭包是什么

本文翻译自 w3schools: 原文地址:https://www.w3schools.com/js/js_function_closures.asp 译文地址...

1926
来自专栏蓝天

文件和SOCKET跨线程安全吗?

将一个文件或SOCKET的句柄fd传递给多个线程,进行读、写和Close操作,是否安全了?答案是“否”,这类似于new一个指针后,这个指针传递给多线程是否安全,...

392
来自专栏C/C++基础

认识初始化

初始化是编码过程中的重要操作,往往由于被忽略,导致使用未初始化的变量(或内存区域),将程序置于不确定的状态,产生各种bug,严重影响的程序的健壮性。正确地理解和...

511

扫码关注云+社区