总结篇(28)---Java并发及锁(2)Volatile

最新推荐文章于 2022-07-01 15:55:17 发布

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#java #并发及锁 #volatile #原子性 #有序性

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本文详细介绍了Java中的Volatile关键字，解释了其如何确保线程间变量的可见性，并防止指令重排序。同时对比了Volatile与synchronized的区别。

Volatile

被volatile修饰的变量能够保证每个线程能够获取该变量的最新值，从而避免出现数据脏读的现象。

一、Volatile使用

private volatile boolean flag = false;

二、Volatile特性及原理

一旦一个共享变量（类的成员变量、类的静态成员变量）被volatile修饰之后，那么就具备了两层含义：

1. 保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性，即一个线程修改了某个变量的值，这新值对其他线程来说是立即可见的。

           锁住缓存内存，让数据直接写到系统内存。
           当使用volatile关键字会强制将修改的值立即写入内存。而且会致使线程的工作内存中被volatile修饰的变量失效。
           由于线程的工作内存中被volatile修饰的变量失效，因此要读取/写入被volatile修饰的变量，只能去主存中读取/写入。
       -----------------------------------------------------------------
           注：如果对声明了volatile变量进行写操作时，JVM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到系统内存中。

2. 内存屏障，禁止进行指令重排序。
       volatile关键字禁止指令重排序有两层意思：
           (1)前面的操作已经全部进行了：当程序执行到volatile变量的读操作或者写操作时，在其前面的操作的更改肯定全部已经进行，且结果已经对后面的操作可见；在其后面的操作肯定还没有进行；
           (2)volatile变量的读写操作不能放前也不能放后：在进行指令优化时，不能将在对volatile变量的读操作或者写操作的语句放在其后面执行，也不能把volatile变量后面的语句放到其前面执行。
       -----------------------------------------------------------------
           相当于一个内存屏障（也称为内存栅栏），它确保指令重排序时不会把其后面的指令排到内存屏障之前的位置，也不会把前面的指令排到内存屏障的后面；即在执行到内存屏障这句指令时，在它面前的操作已经全部完成。


备注：
- 1.Volatile无法保证原子性。

Volatile能保证可见性没错，但可见性只能保证每次读取的是最新的值，无法保证对变量的操作的原子性。

- 2.synchronized 与 Volatile 区别？

区别	Volatile	synchronized
本质原理	本质是告诉jvm当前变量在寄存器（工作内存）中的值是不确定的，需要从主存中读取	锁定当前变量，只有当前线程可以访问该变量，其他线程被阻塞住
使用范围	仅能使用在变量级别	可以使用在变量、方法、和类级别的
实现功能	仅能实现变量的修改可见性，不能保证原子性	可以保证变量的修改可见性和原子性
造成线程阻塞情况	不会造成线程阻塞	可能会造成线程阻塞
是否会被编译器优化	标记的变量不会被编译器优化	标记的变量可以被编译器优化