1.JUC线程高级-volatile关键字与内存可见性

最新推荐文章于 2024-07-12 22:15:28 发布

原创最新推荐文章于 2024-07-12 22:15:28 发布 · 160 阅读

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本文通过实例解析了多线程环境下内存可见性问题，并对比了synchronized与volatile两种解决方案的特点。volatile通过内存屏障确保了数据的一致性及多线程间的可见性。

1. 多线程操作共享变量引发问题

我们通过下面代码来分析下内存可见性问题：

    package com.pyy.juc;
    
    public class TestVolatile {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            // 这个线程为flag 修改值
            ThreadDemo td = new ThreadDemo();
            new Thread(td).start();
    
    
            // 主线程无线循环判断这个flag值
            while(true) {
                if(td.isFlag()) {
                    System.out.println("============");
                    break;
                }
            }
        }
    }
    
    class ThreadDemo implements Runnable {
        private boolean flag = false;
    
        @Override
        public void run() {
            try {
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
            flag = true;
    
            System.out.println("flag=" + isFlag());
        }
    
        public boolean isFlag() {
            return flag;
        }
    }

运行代码，会发现控制台输出：flag=true，但程序（主线程）并没有结束。这里就涉及到多线程的内存可见性问题：

出现上述问题的原因，主要是因为多个线程操作共享数据时彼此不可见。

解决内存可见性问题可以使用同步锁(synchronized)

        while(true) {
            synchronized(td) {
                if(td.isFlag()) {
                    System.out.println("============");
                    break;
                }
            }
        }

通过同步锁方式（可以保证每次都刷新主存，保证共享数据的同步性），但只要用到锁就会引发线程等待，影响代码效率。

2. volatile关键字

这里就引出了一个新的关键字volatile，它就可以保证多个线程操作共享数据内存中的数据是彼此可见的。底层是通过内存屏障,我们可以理解volatile修饰的变量是在主存中的数据直接操作。

读写变量都在 主存中直接操作，进而保证多线程可见性。而且效率上要比同步锁高的多。

其实有说volatile效率底，是因为jvm底层有个指令排序，但使用volatile修饰的变量会有一个禁止指令重排限制

3. 代码重构后

    ...
    // 使用volatile修饰变量
    private volatile boolean flag = false;
    ...

就可以解决多个线程操作共享数据彼此不可见问题

4. volatile和synchronized区别

volatile只是一个相比synchronized来说较为轻量级的同步策略

volatile 不具备互斥性
volatile 不能保证修饰变量的原子性

后面我们在谈论下有关变量原子性和CAS算法问题