volatile

本文深入探讨Java中线程安全的实现机制,重点讲解volatile关键字如何保障变量的可见性和禁止指令重排序,对比synchronized关键字,分析volatile在成本和性能上的优势。

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Java允许线程访问共享变量,为了确保变量能被正确地更新,线程应通过排他锁单独获得这个变量

volatile 修饰的变量具备以下两个特征:

  1. 可见性(不保证原子性);如volatile int i= 0,然后操作 i++,变量i具有可见性,但是i++依然是一个非原子操作,也就是这个操作存在线程安全问题。
  2. 禁止指令重排序

Java内存模型中的可见性,原子性和有序性

  • 可见性,指线程间的可见性,java中volatile,synchronized,final可实现可见性
  • 原子性,指最小的操作单位,具有不可分割性。Java中通过synchronized来保证原子性,java中也提供了一些原子类,如:AtomicInteger
  • 有序性,指在执行程序时为了提高性能,编译器和处理器通常会对指令做重排序,而java中通过volatile或synchronized来保证线程间的有序性

如果一个变量定义为volatile,则它比使用synchronized的成本更加低,因为它不会引起线程上下文的切换和调度,读性能消耗与普通变量几乎相同,但是写操作稍慢,因为它需要在本地代码中插入许多内存屏障指令来保证处理器不发生乱序执行。

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