使用volatile关键字的原因

本文深入探讨了volatile关键字在多线程编程中的应用,解释了其为何能够防止编译器优化导致的数据不一致问题,并强调了在解决并发编程中常见挑战时的正确使用。

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使用volatile关键字的原因有三个:

 

1.编译器为了提高速度将一个变量缓存到寄存器内不写回。在多线程的情况下,虽然加了同步锁,但由于这个原因而导致共享数据的值与预期的值不同。

2.编译器或者CPU为了提高效率,有可能交换指令的顺序,造成错误。比如在创建一个对象时,p = new T;由于这个语句编译后产生很多汇编语句,有三句。
1)分配内存
2)在内存的位置上调用构造函数
3)将内存的地址赋值给p
第2步和第3步可以被CPU或者编译器在编译的时候调换顺序。会产生对象还没被完全构造成功的情况。

 

所以产生了volatile关键字。有2个作用;
1)阻止编译器为了提高速度将一个变量缓存到寄存器。
2)阻止编译器调整操作volatile变量的指令顺序。

 

但使用volatile变量并不能解决上述的第二个问题,因为尽管编译器没有调整volatile的指令顺序,但是CPU仍然是乱序执行的。同样会造成这个问题。所以要用到barrier指令,该指令阻止CPU将该指令之前的指令交换到barrier之后,反之亦然。

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