volatile关键字的特性

我会敲代码哦！

已于 2022-08-22 10:15:09 修改

阅读量353

点赞数 1

分类专栏： Java 文章标签： java

于 2022-08-16 11:30:26 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_53818213/article/details/126358919

版权

Java 专栏收录该内容

10 篇文章

订阅专栏

本文详细探讨了Java中volatile关键字的三大特性：保证可见性、不保证原子性及禁止指令重排。通过实例分析了volatile如何确保多线程环境下变量的可见性，并指出其无法保证操作的原子性。同时，解释了volatile禁止指令重排的原理，涉及内存屏障的作用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1.volatile保证可见性

1.1 JMM内存模型

了解可见性前，首先要知道JMM（Java内存模型），内存模型可以理解为在特定的操作协议下，对特定的内存或者高速缓存进行读写访问的过程抽象描述，不同架构下的物理机拥有不一样的内存模型，Java虚拟机是一个实现了跨平台的虚拟系统，因此它也有自己的内存模型，即Java内存模型（Java Memory Model, JMM）。本身是一种抽象的概念并不真实存在，仅仅描述的是一组约定或规范。

JMM规定了所有的变量都存储在主内存（Main Memory）中。每个线程还有自己的工作内存（Working Memory）,线程的工作内存中保存了该线程使用到的变量的主内存的副本拷贝，线程对变量的所有操作（读取、赋值等）都必须在工作内存中进行，而不能直接读写主内存中的变量。不同的线程之间也无法直接访问对方工作内存中的变量，线程之间值的传递都需要通过主内存来完成。

1.2 不可见性的例子

public class VolatileT extends Thread{
    public static boolean flag = true;
    @Override
    public void run() {
        while (flag){

        }
        System.out.println("thread线程执行完毕");
    }

    public static void main(String[] args) {
        VolatileT thread = new VolatileT();
        thread.start();
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {

        }
        flag = false;
        System.out.println("主线程执行结束");
    }
}

运行结果如下：

main线程修改flag的值，thread线程并不能看到flag值的变化，使用的还是第一次拿到flag=true的值，所以死循环并不会停止。

1.3 volatile保证可见性

共享变量加上volatile关键字以后：

public class VolatileT extends Thread{
    public static volatile boolean flag = true;
    @Override
    public void run() {
        while (flag){

        }
        System.out.println("thread线程执行完毕");
    }

    public static void main(String[] args) {
        VolatileT thread = new VolatileT();
        thread.start();
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {

        }
        flag = false;
        System.out.println("主线程执行结束");
    }
}

运行结果如下：

当变量被volatile修饰时，修改时会把工作内存修改过后的值立即刷新回主内存，另一个线程读取时，该线程的工作内存数据无效，直接从主内存中读取最新的共享变量的值。

2.volatile不保证原子性

创建10个线程，每个线程执行1000次：

public class VolatileTest2 {
    public static volatile int i = 0;
    public static void inc(){
        i++;
    }
    public static void main(String[] args) {
        for (int j = 0; j < 10; j++) {
            Thread thread = new Thread(() -> {
                for (int k = 0; k < 1000; k++) {
                    inc();
                }
            }
            );
            thread.start();
        }
        //保证创建的线程for全部执行完毕
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("i = "+ i);
    }
}

运行结果如下：