volatile实现可见性的原理解释

最新推荐文章于 2025-03-26 15:06:00 发布

懒猫阿迪

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分类专栏：基础

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/hongweideng/article/details/104453674

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本文探讨了Java并发编程中的volatile关键字，它用于解决共享变量的可见性问题。volatile保证了多线程环境下，修改后的值能够立即对其他线程可见。文章深入解析了volatile的实现机制，包括CPU缓存、MESI协议和lock指令的作用。尽管volatile能避免锁带来的开销，但无法保证原子性，对于非原子操作如自增，仍需借助synchronized或lock来确保线程安全。

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在java并发编程中，一定绕不开volatile、synchronized和lock几个关键字，其中volatile关键字是用来解决共享变量（类成员变量、类的静态成员变量等）的可见性问题的，非共享变量（方法的局部变量）是分配在JVM虚拟机的栈中，是线程私有的，不涉及可见性问题。那么什么是可见性？
可见性：在JAVA规范中是这样定义的：java编程语言允许线程访问共享变量，为了确保共享变量能被准确和一致地更新，线程应该确保通过排他锁单独获得这个变量。通俗的将就是如果有一个共享变量N，当有两个线程T1、T2同时获取了N的值，T1修改N的值，而T2读取N的值。那么可见性规范要求T2读取到的必须是T1修改后的值，而不能在T2读取旧值后T1修改为新值。volatile关键字修饰的共享变量可以提供这种可见性规范，也叫做读写可见。那么底层实现是通过机制保证volatile变量读写可见的？
Volatile的实现机制：在说这个问题之前，我们先看看CPU是如何执行java代码的。