多线程系列(四) -volatile关键字使用详解

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已于 2024-09-05 18:05:36 修改

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分类专栏： java 多线程文章标签： java

于 2024-02-20 12:05:05 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/dxflqm_pz/article/details/136187257

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本文详细探讨了Java中的volatile关键字，包括其作用原理、保证内存可见性、禁止指令重排以及在单例模式中双重锁的使用场景。重点讲解了volatile如何解决多线程环境下的数据一致性问题，并对比了与synchronized的不同之处。

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一、简介

在上篇文章中，我们介绍到在多线程环境下，如果编程不当，可能会出现程序运行结果混乱的问题。

出现这个原因主要是，JMM 中主内存和线程工作内存的数据不一致，以及多个线程执行时无序，共同导致的结果。

同时也提到引入synchronized同步锁，可以保证线程同步，让多个线程依次排队执行被synchronized修饰的方法或者方法块，使程序的运行结果与预期一致。

不可否认，采用synchronized同步锁确实可以保证线程安全，但是它对服务性能的消耗也很大，synchronized是一个独占式的同步锁，比如当多个线程尝试获取锁时，其中一个线程获取到锁之后，未获取到锁的线程会不断的尝试获取锁，而不会发生中断，当冲突严重的时候，线程会直接进入阻塞状态，不能再干别的活。

为了实现线程之间更加方便的访问共享变量，Java 编程语言还提供了另一种同步机制：volatile域变量，在某些场景下使用它会更加方便。

一般来说，被volatile修饰的变量，可以保证所有线程看到这个变量都是同一个值，同时它不会引起线程上下文的切换和调度，相比synchronized，volatile更加的轻量化。

比较官方的解释，volatile修饰变量有以下几个作用：

1.保证变量的可见性，不保证原子性
当用volatile修饰一个变量时，JMM 会把当前线程本地内存中的变量强制刷新到主内存中去，这个写操作也会导致其他线程中被volatile修饰的变量缓存无效，然后从主内存中获取最新的值
2.禁止指令重排
正常情况下，编译器和处理器为了优化程序执行性能会对指令序列进行重排序，当然是在不影响程序结果的前提下。volatile能够在一定程度上禁止 JVM 进行指令重排。

从概念上感觉比较难理解，下面我们结合几个例子，一起来看看它的具体应用。

二、volatile 使用详解

我们先看一个例子。

public class DataEntity {
   

    private boolean isRunning = true;

    public void addCount(){
   
        System.out.println("线程运行开始....");
        while (isRunning){
    }
        System.out.println("线程运行结束....");
    }

    public boolean isRunning() {
   
        return isRunning;
    }

    public void setRunning(boolean running) {
   
        isRunning = running;
    }
}

public class MyThread extends Thread {
   

    private DataEntity entity;

    public MyThread(DataEntity entity) {
   
        this.entity = entity;
    }

    @Override
    public void run() {
   
        entity.addCount();
    }
}

public class MyThreadTest {
   

    public static void <

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