使用volatile对其他线程实时可见

使用volatile对其他线程实时可见

背景：

今天继续做白老师布置的作业，今天来设计一个小场景来演示用volatile修饰的变量对其他线程的可见性。

设计场景：

1. 设计两个线程，第一个线程往已经定义好的list里面不断添加元素。
2. 第二个线程不断读取这个list，当发现size等于10的时候，就输出日志并终止循环。
   我们看这个list在有volatile修饰和没volatile修饰的区别。

代码：

先随便定义一个Bean：

package top.usjava.learn.javaarchitecturelearn.vo;

public class Cat {
    String name;
    int age;

    public Cat(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

接下来是测试类（list变量没有添加volatile修饰）：

package top.usjava.learn.javaarchitecturelearn.unitlearn;

import top.usjava.learn.javaarchitecturelearn.vo.Cat;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class TestVolatile {
    List<Cat> list = new ArrayList<>();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        TestVolatile testVolatile = new TestVolatile();

        Thread t1 = new Thread(()->{
            for(int i =0;i<100;i++){
                testVolatile.list.add(new Cat("a"+i,i));
            }
            System.out.println("已经添加完100个cat了");
        });

        Thread t2 = new Thread(()->{
            while (true){
                if (testVolatile.list.size()==10){
                    System.out.println("检测到list的size已经到10了");
                    break;
                }
            }
        });

        t2.start();
        Thread.sleep(1000L);
        t1.start();
    }
}

结果如图：

我们从图中看到，list都已经添加完100个元素了，第二个线程都还没检测出来，还在不断循环检测，现在就变成了死循环了。因为list现在size已经是100了。（注意：线程1在跑之前，线程2已经在循环监听了。因为main方法里先让t2线程跑了，休眠1秒再让t1跑）

接下来把list加上volatile修饰看看：

volatile List<Cat> list = new ArrayList<>();

运行结果：

可以看到，加了volatile修饰后，线程2是可以检测到出来的。

原因：

这里简单地进行说明一下原因，深层次的分析可以查看其他博客或者相关书籍。

先看下图：

首先，说一下内存的一点点概念，就是程序运行时，有两个内存空间，一个是主内存，一个是工作内存。主内存里的变量是对各个线程都是可见的，而工作内存是每个线程自己的独占的内存空间，其他线程是看不到的。

知道这个概念后，再来描述下一般程序在没有用volatile时是如何对变量进行修改的：
1. 首先，线程1会从主内存读取和加载变量。
2. 然后，线程1会把该变量copy一份放到自己的工作内存里。
3. 接着，线程1对自己工作内存的该变量进行修改，修改完后，再写入主内存，更新主内存的值，这样，其他线程就可以通过主内存拿到最新的值了。但是注意：不是修改完工作内存的值后马上就写入主内存，这个主要看jvm和操作系统的调度了。

因此，没有用volatile时，如果其他线程在线程1写入主内存前读取该变量，那得到的值肯定是旧值。所以，上面代码的第一次运行结果就是这个原因。就是线程1在修改list时，不一定是在size等于10的时候写入主内存，所以线程2一直检测不到10的出现。

如果用volatile修饰，对比不用的情况，区别就是在修改变量后，线程马上把新值更新到主内存，然后其他线程再读取这个变量时，就拿到了最新的值了。所以上面代码第二次运行的结果是可以检测到的。

注意：

上面我代码的例子其实就算用volatile关键字修饰，也不是每次都可以检测成功的。因为虽然说是实时更新到主内存，但是由于线程2不一定是在size等于10的时候取值，所以有时也会检测不出来，这个时候就要可以用CountDownLatch这种方案来解决了。