Java中的volatile关键字

Posted 2020-11-16 fhdada

并发编程的三个基本概念：

• 原子性
• 可见性
• 有序性

编写多线程程序时，经常会看到 volatile 关键字。

在Java中，volatile 被用来修饰 变量。

使用 volatile 修饰的变量有什么特点呢？

JMM内存划分

在Java内存模型中，内存区域的划分大致如下图所示：

除了共享的 主内存 外，每个Java线程都有一块自己私有的工作内存。

当线程需要对 主存 中的变量进行读写时，会先从 主存 加载到自己的工作内存中，然后进行读写，再刷新到主存中去。

对于多次读取，如果工作内存中已经有缓存，就不会再去 主存 中加载了。
这就会导致：多线程下数据读取不一致的问题。

使用 volatile 修饰的变量，会让该变量在线程的工作内存中的缓存失效，每次读取时都去 主存 中加载。

volatile 可以保证可见性，但是不能保证原子性。
对于非原子操作，仅仅使用 volatile 仍然会有数据安全问题。

指令重排序

Java代码机器无法识别，要想运行，最终会被编译成一条条指令。

编译器在编译代码时，为了优化程序性能会自动将指令进行：重排序。

重排序的目的是为了 优化性能，但是不管指令如何重排，单线程下程序的运行结果都是一致的。

使用 volatile 修饰的变量，编译器会对其 禁止使用重排序。

使用场景

volatile 是Java提供的一种比 synchronized 更轻量级的一种同步机制。
它的安全性没有 synchronized 高，但是开销低。

变量的操作如果都是原子的，那么可以放心使用。
如果是非原子操作，例如：i++，就会存在数据安全问题。

适合的场景：

• 使用于 读多写少。
• 写操作不依赖当前值。
• 用作状态标记。