概述 Java語(yǔ)言中關(guān)鍵字 volatile 被稱(chēng)作輕量級(jí)的 synchronized,與synchronized相比,volatile編碼相對(duì)簡(jiǎn)單且運(yùn)行的時(shí)的開(kāi)銷(xiāo)較少,但能夠正確合理的應(yīng)用好 volatile 并不是那么的容易,因?yàn)樗仁褂面i更容易出錯(cuò),接下來(lái)本文主要介紹 volatile 的使用準(zhǔn)則,以及使用過(guò)程中需注意的地方。 為何使用 volatile? (1)簡(jiǎn)易性:在某些需要同步的場(chǎng)景下使用volatile變量要比使用鎖更加簡(jiǎn)單 (2)性能:在某些情況下使用volatile同步機(jī)制的性能要優(yōu)于鎖 (3)volatile操作不會(huì)像鎖一樣容易造成阻塞 volatile 特性 (1)volatile 變量具有 synchronized 的可見(jiàn)性特性,及如果一個(gè)字段被聲明為volatile,java線(xiàn)程內(nèi)存模型確保所有的線(xiàn)程看到這個(gè)變量的值是一致的 (2)禁止進(jìn)行指令重排序 (3)不保證原子性
volatile 的實(shí)現(xiàn)原理 如果對(duì)聲明了volatile的變量進(jìn)行寫(xiě)操作,JVM就會(huì)向處理器發(fā)送一條Lock前綴的指令,該Lock指令會(huì)使這個(gè)變量所在緩存行的數(shù)據(jù)回寫(xiě)到系統(tǒng)內(nèi)存,根據(jù)緩存一致性協(xié)議,每個(gè)處理器都會(huì)通過(guò)嗅探在總線(xiàn)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)來(lái)檢查自己緩存的值是否已過(guò)期,當(dāng)處理器發(fā)現(xiàn)自己的緩存行對(duì)應(yīng)的地址被修改,就會(huì)將當(dāng)前處理器的緩存行設(shè)置成無(wú)效狀態(tài),在下次訪(fǎng)問(wèn)相同內(nèi)存地址時(shí),強(qiáng)制執(zhí)行緩存行填充。 正確使用 volatile 的場(chǎng)景 volatile 主要用來(lái)解決多線(xiàn)程環(huán)境中內(nèi)存不可見(jiàn)問(wèn)題。對(duì)于一寫(xiě)多讀,是可以解決變量同步問(wèn)題,但是如果多寫(xiě),就無(wú)法解決線(xiàn)程安全問(wèn)題。如: 1、不適合使用volatile的場(chǎng)景(非原子性操作) (1)反例 這個(gè)方法的目的是要確保每次調(diào)用都返回不同的自增值,然而結(jié)果并不理想,問(wèn)題在于增量操作符( )不是原子操作,實(shí)際上它是一個(gè)由讀?。薷模瓕?xiě)入操作序列組成的組合操作,如果第二個(gè)線(xiàn)程在第一個(gè)線(xiàn)程讀取舊值和寫(xiě)回新值期間讀取這個(gè)域,第二個(gè)線(xiàn)程與第一個(gè)線(xiàn)程就會(huì)讀取到同一個(gè)值。 (2)正例 其實(shí)面對(duì)上面的反例場(chǎng)景可以使用JDK1.5 java.util.concurrent.atomic中提供的原子包裝類(lèi)型來(lái)保證原子性操作 2、適合使用 volatile 的場(chǎng)景 在日常工作當(dāng)中volatile大多被在狀態(tài)標(biāo)志的場(chǎng)景當(dāng)中,如: 要通過(guò)一個(gè)線(xiàn)程來(lái)終止另外一個(gè)線(xiàn)程的場(chǎng)景 (1)反例 運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)該程序根本無(wú)法終止循環(huán),原因是,java語(yǔ)言規(guī)范并不保證一個(gè)線(xiàn)程寫(xiě)入的值對(duì)另外一個(gè)線(xiàn)程是可見(jiàn)的,所以即使主線(xiàn)程main函數(shù)修改了共享變量stopThread狀態(tài),但是對(duì)th線(xiàn)程并不一定可見(jiàn),最終導(dǎo)致循環(huán)無(wú)法終止。 (2)正例 通過(guò)使用關(guān)鍵字volatile修飾共享變量stopThread,根據(jù)volatile的可見(jiàn)性原則可以保證主線(xiàn)程main函數(shù)修改了共享變量stopThread狀態(tài)后對(duì)線(xiàn)程th來(lái)說(shuō)是立即可見(jiàn)的,所以在兩秒內(nèi)線(xiàn)程th將停止循環(huán)。 總結(jié) 本文通過(guò)對(duì)volatile的特性介紹,以及volatile的實(shí)現(xiàn)原理,最后結(jié)合volatile的特性舉例說(shuō)明它在使用過(guò)程中應(yīng)該注意的使用規(guī)則,好了,希望本文對(duì)您有所幫助! |
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