JUC学习--volatile关键字&内存可见性

最新推荐文章于 2024-07-27 21:10:52 发布

原创最新推荐文章于 2024-07-27 21:10:52 发布 · 253 阅读

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本文探讨了多线程环境下内存可见性问题及其解决方案。通过分析线程间共享变量的读写过程，揭示了内存可见性问题的原因，并对比了synchronized与volatile关键字的不同之处。

学习记录，若存在错误，请指出，谢谢！

首先，介绍一些内存可见性

内存可见性：当多个线程操作共享数据时，彼此不可见

为什么会导致这个情况？

在线程运行的过程中，JVM或者说是内存会为每一个线程分配一个独立的缓存用于提高效率。

举个例子：现在有一个读操作的线程和一个写操作的线程，对主存中的一个共享变量进行操作
写操作:线程先从主存中将共享变量读到线程独有的缓存中,然后对变量的值进行修改,最后再把修改后的变量的值写回到主存中。
读操作：读取主存中共享变量的值
但是，

读线程可能在写线程把修改的变量的值写回主存之前，就从主存中读了变量的值，但是这个值是原先的值

public class TestVolatile {

    public static void main(String[] args){

        ThreadDemo threadDemo = new ThreadDemo();
        new Thread(threadDemo).start();

        while(true){
          
                if(threadDemo.isFlag()){
                    System.out.println("--------");
                    break;
                }
            
        }
    }

}

class ThreadDemo implements Runnable{

    private volatile boolean flag = false;

    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(2000);
        }catch (InterruptedException e){
        }

        flag = true;
        System.out.println("flag = " + flag);
    }

    public boolean isFlag() {
        return flag;
    }

    public void setFlag(boolean flag) {
        this.flag = flag;
    }
}

控制台打印的结果：

这就导致了一个问题，写线程已经把flag的值修改成了true，但是读线程（也就是代码中的main线程）并没有输出“-------”。

于是，我做了以下的修改

public class TestVolatile {

    public static void main(String[] args){

        ThreadDemo threadDemo = new ThreadDemo();
        new Thread(threadDemo).start();

        while(true){
            synchronized (threadDemo){
                if(threadDemo.isFlag()){
                    System.out.println("--------");
                    break;
                }
            }
        }
    }

}

在main线程中加上了synchronized关键字。于是

但是，使用了synchronize关键字之后，会导致程序的效率非常的低下。假设程序中有多个线程，每次访问synchronized（）这行代码的时候，总是要判断是否有别的线程占有锁，如果有，当前的线程就只能阻塞，直到CPU下次空闲的时候才可能执行。

为了保证程序的效率，就不能够加锁，但是又要解决内存可见性的问题，就要提到volatile关键字了。
volatile关键字：当多个线程对共享数据进行操作时，可以保证该共享数据是内存可见的。
原因是：volatile使用了计算机底层的内存栅栏，可以将线程独立缓存中的值实时更新到主存中去，我们可以理解为，直接对主存进行操作。

当然，使用了volatile关键字也会对系统的性能有一点损耗，因为每进行一次操作，主存中的内容也会相应改变，但是效率比加锁还是要高得多的。