深入volatile关键字
- 2020 年 1 月 21 日
- 筆記
在Java多线程中，有一个特殊的关键字volatile，这个通常成为一个“轻量级锁”，下面我们就来深入的了解这个关键的作用和原理。
线程的内存备份
首先看一段代码：
public class VolatileThread extends Thread { private boolean isRuning=true; private void setRuning(boolean runing){ this.isRuning=runing; } public void run(){ System.out.println("进入Run方法"); while (isRuning){ } System.out.println("线程结束"); } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { VolatileThread volatileThread = new VolatileThread(); volatileThread.start(); Thread.sleep(3000); volatileThread.setRuning(false); System.out.println("runing设置成false,让线程停止"); Thread.sleep(1000); System.out.println(volatileThread.isRuning); } }
在上面的代码并没有打印出“线程结束”的信息，因为我在主线程更改了isRuning 的值，并没有影响到线程中的数据。
产生这个的原因是因为JDK在创建线程的时候，都会从主内存中拷贝一份数据，所以线程的读取的变量的具有一定延迟
使用volatile
对上面的代码进行修改，把isRuning变量使用volatile 关键字修饰，这样我们就能看到线程能够正常的停止了。下面我们总结下volatile的作用
如果变量被volatile关键字修饰， 则当变量改变的时候强制线程从主内存中读取和写入变量
CPU的缓存怎么办
代码最终的是由CPU执行的，为了保证CPU的执行效率，在读取数据的时候，CPU是优先把数据缓存到自己的高速缓存中，高速缓存带来了效率上面的提高，也同样带来了数据一致性的问题。
例如下面这一段简单的代码：
count++;
当程序运行的时候，count会被拷贝到CPU高速缓存中，知道执行结束才会重新刷到主内存中。
如果在多线程的环境中，就会出现数据不一致的问题。
解决这个问题的方法有两种：
- 在总线的位置加锁，一次只允许一个CPU访问内存。
- 使用缓存一致性协议，当CPU发现当前的变量是volatile变量，就会被告知通知其他CPU告诉该变量的缓存无效，这样CPU就会从内存中重新加载数据
volatile 不具备原子性
共享变量只是在读和写的时候具有原子性，但是复杂的count++运算不具备原子性。
public class AppTest { private volatile int count = 0; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { AppTest app = new AppTest(); for (int i = 0; i < 10000; i++) { Thread thread = new Thread(() -> { for (int m = 0; m < 1000; m++) { app.count(); } }); thread.start(); } System.out.println(app.count); for (int i=0;i<10;i++){ Thread.sleep(1000); System.out.println(app.count); } } private void count() { count++; } }
打印结果：
9444777 9578523 9578523
看到最终结果不是10000000。
