Java多线程编程——volatile关键字

Posted 2020-09-30 猫咪大王

（本篇主要内容摘自《Java多线程编程核心技术》）

volatile关键字的主要作用是保证线程之间变量的可见性。

package com.func;

public class RunThread extends Thread{
    private boolean isRunning = true;
//    volatile private boolean isRunning = true;
    
    public boolean isRunning() {
        return isRunning;
    }
    
    public void setRunning(boolean isRunning) {
        this.isRunning = isRunning;
    }
    
    @Override
    public void run(){
        System.out.println("进入 run 了！");
        while (isRunning == true) {
        }
        System.out.println("停止运行了！");
    }
    
}

package com.test;

import com.func.RunThread;

public class Test3 {
    public static void main(String[] args){
        try {
            RunThread runThread = new RunThread();
            runThread.start();
            Thread.sleep(1000);
            runThread.setRunning(false);
            System.out.println("isRunning已经赋值为false");
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
            e.printStackTrace();
        }
    
    }

}

将JVM设置为-server时就会出现下面状况

可以看到 System.out.println("停止运行了！"); 没有得到运行，也就是说isRunning 一直是true的状态。 runThread.setRunning(false); 这句话并没有起到相应的作用。

那么为什么会这样呢？

原因就在于私有堆栈和公共堆栈中的值不一致造成的。当把JVM设置成-server的方式，为了执行效率，线程会一直在私有堆栈中取值。 runThread.setRunning(false);将公共堆栈中的isRunning设置成为false，但是私有堆栈中的isRunning 并没有得到同步。

面对这种情况就可以采用volatile关键字解决。将isRunniing变量使用volatile关键字修饰。

volatile private boolean isRunning = true;

volatile关键字强制线程从公共堆栈中获取变量值，而不是从私有堆栈中获取变量值。

使用volatile关键字可以增加实力变量在多个线程之间的可见性。但是volatile关键字只是保证可见性并不保证原子性。不能使用volatile关键字来保证线程安全。

下面的例子会说明volatile关键字不能保证线程安全。

package com.func;

public class MyThread extends Thread{
    volatile public static int count;
//    public static int count;
    
    private static void addCount(){
//    synchronized private static void addCount(){     
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            count ++;
        }
        System.out.println("count = " + count);
    }
    
    @Override
    public void run(){
        addCount();
    }
}

package com.test;

import com.func.MyThread;

public class Test {
    
    public static void main(String[] args){
        try {
            MyThread[] myThreads = new MyThread[100];
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                myThreads[i] = new MyThread();
            }
            for (int i = 0; i < myThreads.length; i++) {
                myThreads[i].start();
            }
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
        }
    }

}

可以看见最后的结果并不是10000，看见volatile并不能保证线程安全。虽然数据都是从公共堆栈取出来的，但是数据的取出来之后的修改并不是原子操作（count++这样的操作并不是原子的），所以最后将修改后的数据进行同步时，数据并不是我们想要的。

为了保证数据的原子性，我们还是需要使用synchronized关键字。synchronized关键字保证了原子性，解决了多个线程之间访问资源的同步性。

synchronized private static void addCount(){ 
　　...
}