volatile关键字

Posted 2021-01-07 moruoxuan

关键字volatile的主要作用是使变量在多个线程间可见

一、volatile关键字与死循环

　　如果不是在多继承的情况下，使用Thread类和实现Runnnable接口在取得程序运行的结果上并没有什么太大的区别。如果一旦出现“多继承”的情况下，则用实现Runnable接口的方式来处理多线程的问题就是很有必要的。

public class PringString {
    private boolean isContinuePrint = true;

    public boolean isContinuePrint() {
        return isContinuePrint;
    }

    public void setContinuePrint(boolean continuePrint) {
        isContinuePrint = continuePrint;
    }
    public void printStringMethod(){
        try {
            while(isContinuePrint == true){
                System.out.println("run printStringMethod threadName="+Thread.currentThread().getName());
                Thread.sleep(1000);
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        PringString p = new PringString();
        p.printStringMethod();
        System.out.println("stop stopThread" + Thread.currentThread().getName());
        p.setContinuePrint(false);
    }

　　运行结果：

run printStringMethod threadName=main
run printStringMethod threadName=main
run printStringMethod threadName=main
run printStringMethod threadName=main
run printStringMethod threadName=main
run printStringMethod threadName=main
run printStringMethod threadName=main
...

　结论：程序运行开始后，没有停下来，原因是main线程一直在处理while()循环，导致不能执行后面的代码

二、解决死循环办法

public class PringString implements Runnable {
    private boolean isContinuePrint = true;

    public boolean isContinuePrint() {
        return isContinuePrint;
    }

    public void setContinuePrint(boolean continuePrint) {
        isContinuePrint = continuePrint;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("进入run了");
        while (isContinuePrint == true) {
        }
        System.out.println("线程结束了");
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            PringString p = new PringString();
            new Thread(p).start();
            Thread.sleep(100);
            p.setContinuePrint(false);
            System.out.println("已赋值false");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

　　运行结果：

进入run了
已赋值false

　　如果运行在-server服务器模式中的64bit的JVM上时，会出现死循环，解决办法是使用volatile

　　原因：再启动PringString.java线城时，变量private boolean isContinuePrint = true;存在于公共堆栈及线程私有堆栈中。在JVM被设置为-server模式时为了线程的运行效率，线程一直在私有堆栈中取得isContinuePrint的值为true，而代码 p.setContinuePrint(false); 虽然被执行，更新的确实公共堆栈中的isContinuePrint变量值为false，所以一直是死循环的状态。

　　这个问题其实就是私有堆栈中的值和公共堆栈中的值不同步造成的，解决这样的问题就要使用volatile关键字了，它主要的作用就是当线程访问isContinuePrint这个变量时，强制性从公共堆栈中进行取值

　　关键字volatile的作用是强制从公共堆栈中取得变量的值，而不是从线程私有数据栈中取得变量的值

解决方法

public class PringString implements Runnable {
    volatile private boolean isContinuePrint = true;

    public boolean isContinuePrint() {
        return isContinuePrint;
    }

    public void setContinuePrint(boolean continuePrint) {
        isContinuePrint = continuePrint;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("进入run了");
        while (isContinuePrint == true) {
        }
        System.out.println("线程结束了");
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            PringString p = new PringString();
            new Thread(p).start();
            Thread.sleep(100);
            p.setContinuePrint(false);
            System.out.println("已赋值false");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

　　运行结果：

进入run了
已赋值false
线程结束了

　四、volatile与synchronized的区别

1）关键字volatile是线程同步的轻量级实现，所以volatile性能肯定比synchronized要好，并且volatile只能修饰于变量，而synchronized可以修饰方法，以及代码块。随着JDK新版本的发布，synchronized关键字在执行效率上得到很大的提升，在开发中使用synchronized关键字的比率还是比较大的

2）多线程访问volatile不会发生阻塞，而synchronized会出现阻塞

3）volatile能保证数据的可见性，但不能保证原子性；而synchronized可以保证原子性，也可以间接的保证可见性，因为他会将私有的内存和公共的内训中数据做同步

4）关键字volatile解决的是变量在多线程之间的可见性；而synchronized关键字解决的是多个线程之间的访问资源同步性

 

五、volatile非原子的特性

关键字volatile主要使用的场合是在多个线程中可以感知实例变量被更改了，并且可以获得最新的值使用，也就是用多线程读取共享变量时可以获取最新的值使用

关键字volatile提示线程每次从共享内存中读取变量，而不是从私有内存中读取，这样就保证了同步数据的可见性，但是在这里需要注意的是：如果修改实例变量中的数据，比如i++,也就是i=i+1，则这样的操作其实并不是一个原子的操作，就是非线程安全的，表达式i++的操作步骤分解如下：1）从内存中取出I的值；2）计算i的值；3）将i的值写到内存中。假如在第2步计算值的时候，另外一个线程也修改i的值，那么这个时候就会出现脏数据，解决办法是使用synchronized关键字。所以说volatile本身并不处理数据的原子性，而是强制对数据的读写及时影响到主内存中。

六、i++操作可以使用原子类进行

　　除了i++操作在使用synchronized关键字实现同步外，还可以使用AtomicInteger原子类进行实现。

　　原子操作是不能分割的整体，没有其他线程能够中断或检查正在原子操作中的变量。一个原子（atomic）类型就是一个原子操作可用的类型，它可以在没有锁的情况下做到线程安全。

　　原子类也并不完全线程安全，原子类在具有逻辑想的情况下输出结果也具有随机性