并发编程八:volatile关键字

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#java #volatile #并发 #线程 #内存

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本文介绍了Java并发编程中volatile关键字的作用及正确使用方法。volatile保证了变量的可见性，但不保证原子性。文章通过示例代码说明volatile常被误用为原子操作的情况，并给出了解决方案。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

并发编程之volatile关键字

介绍

使用volatile关键字修饰的变量会对所有线程具有可见性。简单理解就是每当线程要访问该变量时，首先会对该变量值同步到主存，然后再访问该变量值。

如果明白java内存模型就能够更好的理解上面说的意思了。

volatile常被误用当作原子操作，其实volatile最常用的是修饰标识符。

使用volatile关键字必须具备以下两个条件
1、运算结果不依赖变量的当前值，或者能够确保只有单一的线程修改变量的值
2、变量不需要和其它的状态变量共同参与不变约束

由于volatile变量只能保证可见性，并不能保证原子性操作，在一些场景下我们还是需要通过同步代码块或加锁来保证原子性。

volatile关键字使用

误用场景

Counter Code
public class Counter
{
// 声明可见性变量
private static volatile int count = 0;

    // 自增方法
    public int incr()
    {
        return (++count);
    }

    //setter 和 getter方法
}

CounterThread Code

public class CounterThread implements Runnable
{

    private Counter counter;
    public CounterThread(Counter counter)
    {
        this.counter = counter;
    }

    @Override
    public void run()
    {
        for (int i = 0; i < 1000; i++)
        {
            counter.incr();
        }
    }

}

MainApp

public class MainApp
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Counter counter = new Counter();
        CounterThread counterThread = new CounterThread(counter);
        new Thread(counterThread).start();
        new Thread(counterThread).start();
        new Thread(counterThread).start();
        new Thread(counterThread).start();
        try
        {
            Thread.sleep(100);
            System.out.println(counter.getCount());
        } catch (InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

//每次计算出的结果都是小于等于4000，不确定的数。这就证明了volatile并不能保证变量操作是原子性的

解决办法
1、使用同步代码块将incr变为同步方法
2、使用锁机制，同步incr内部操作count的代码
3、使用AtomicInteger类型声明变量，然后使用incrementAndGet方法

// 自增方法
public int incr()
{
    synchronized (this)//同步代码块
    {
        return (++count);
    }
}

正确的使用场景

1、作状态标识符

public class Resource
{

    // 标识符(true表示有资源,false表示没有资源)
    private volatile boolean    flag    = false;
    private String              name;

}

2、double check(双重校验)

//即线程安全的单例设计模式
class Singleton{
    private volatile static Singleton instance = null;

    private Singleton() {

    }

    public static Singleton getInstance() {
        if(instance==null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if(instance==null)
                    instance = new Singleton();
            }
        }
        return instance;
    }
}

总结

volatile关键字修饰的变量只是表明该变量对线程可见，并不能保证变量操作的元仔性。学习java内存模型深入理解。

参考

1、深入理解java虚拟机
2、http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-jtp06197.html