volatile能实现多线程同步吗???NO

本文探讨了Java中volatile关键字在多线程环境下的作用,指出volatile无法确保原子性操作,因此无法实现同步效果。通过示例代码展示了在并发情况下,volatile修饰的变量仍可能出现并发问题,解释了原因在于JVM内存模型的工作内存和主内存交互过程中不保证原子性。

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Java语言是支持多线程的,为了解决线程并发的问题,在语言内部引入了同步块 和 volatile 关键字机制。

用volatile修饰的变量,线程在每次使用变量的时候,都会读取变量修改后的最的值。但是volatile并不能进行原子性操作。

举个例子:

package com.blog.fenye;

public class Counts {
   public static int count = 0;
   public static Object object = new Object();
   public  static void inc(){
	   try{
		   Thread.sleep(1);
	   }catch(InterruptedException e){
		   
	   }
	  
		   count++;
	
   }
   
   public static void main(String[] args){
	   for(int i=0;i<1000;i++){
		   new Thread(new Runnable(){

			@Override
			public void run() {
				// TODO Auto-generated method stub
				Counts.inc();
				// System.out.println("运行结果:Counter.count=" + Counts.count);
			}
			   
		   }).start();
	   }
	   try {
		Thread.sleep(3000);
	} catch (InterruptedException e) {
		// TODO Auto-generated catch block
		e.printStackTrace();
	}
	   System.out.println("运行结果xxxx:Counter.count=" + Counts.count);
   }
}

运行结果:

运行结果xxxx:Counter.count=994

以上的代码可以看出多线程环境下并不能达到预期的1000;

那么,如果在用volatile修饰count会出现什么样的结果呢????

package com.blog.fenye;

public class Counts {
   public volatile static int count = 0;
   public static Object object = new Object();
   public  static void inc(){
	   try{
		   Thread.sleep(1);
	   }catch(InterruptedException e){
		   
	   }
	   
		   count++;
	 
   }
   
   public static void main(String[] args){
	   for(int i=0;i<1000;i++){
		   new Thread(new Runnable(){

			@Override
			public void run() {
				// TODO Auto-generated method stub
				Counts.inc();
				// System.out.println("运行结果:Counter.count=" + Counts.count);
			}
			   
		   }).start();
	   }
	   try {
		Thread.sleep(3000);
	} catch (InterruptedException e) {
		// TODO Auto-generated catch block
		e.printStackTrace();
	}
	   System.out.println("运行结果xxxx:Counter.count=" + Counts.count);
   }
}

运行结果:

运行结果xxxx:Counter.count=996

很遗憾运行结果依然不是期望的1000。

由以上例子可以证明volatile并不能实现同步效果。


为什么会这样呢???????????????

JVM运行时刻内存中有一个内存区域是jvm虚拟机栈,每一个线程运行时都有一个线程栈,线程栈保存了线程运行时候变量值信息。当线程访问某一个对象时候值的时候,首先通过对象的引用找到对应在堆内存的变量的值,然后把堆内存变量的具体值load到线程本地内存中,建立一个变量副本,之后线程就不再和对象在堆内存变量值有任何关系,而是直接修改副本变量的值,在修改完之后的某一个时刻(线程退出之前),自动把线程变量副本的值回写到对象在堆中变量。这样在堆中的对象的值就产生变化了。

下面一幅图:


read and load从主存复制变量到当前工作内存
use and assign  执行代码,改变共享变量值
store and write 用工作内存数据刷新主存相关内容

其中use and assign 可以多次出现

但是这一些操作并不是原子性,也就是 在read and load之后,如果主内存count变量发生修改之后,线程工作内存中的值由于已经加载,不会产生对应的变化,所以计算出来的结果会和预期不一样。

对于volatile修饰的变量,jvm虚拟机只是保证从主内存加载到线程工作内存的值是最新的

例如假如线程1,线程2 在进行read and load操作中,发现主内存中count的值都是5,那么都会加载这个最新的值

在线程1对count进行修改之后,会write到主内存中,主内存中的count变量就会变为6

线程2由于已经进行read and load操作,在进行运算之后,也会更新主内存count的变量值为6

导致两个线程及时用volatile关键字修改之后,还是会存在并发的情况。



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