并发编程：volatile关键字

Posted 2020-09-04

概念：volatile关键字的主要作用是使变量在多个线程间可见

在java中，每一个线程都会有一块工作内存区，其中存放着所有线程共享的主内存中的变量，一个线程通常先获取锁定并去消除它的内存工作区，把这些共享变量从所有线程的共享内存区中正确的装入到它自己所在的工作内存区中，当线程解锁时保证该工作内存区中变量的值写回到共享内存中。

一个线程可以执行的操作有：使用（use）、赋值（assign）、装载（load）、存储（store）、锁定（lock）、解锁（unlock）

 

而主内存可以执行的操作有：读（read）、写（write）、锁定（lock）、解锁（unlock），每个操作都是原子的。

1、具备可见性

volatile的作用就是强制线程到主内存（共享内存）里去读取变量，而不去线程工作内存区里读取，从而实现了多个线程间的变量可见，也就是满足了线程安全的可见性。

public class Demo1 extends Thread {
	// volatile
	private boolean isRunning = true;
	private void setRunning(boolean isRunning){
		this.isRunning = isRunning;
	}
	
	public void run(){
		System.out.println("进入run方法..");
		int i = 0;
		while(isRunning == true){
			//..
		}
		System.out.println("线程停止");
	}
	
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		Demo1 rt = new Demo1();
		rt.start();
		Thread.sleep(1000);
		rt.setRunning(false);
		System.out.println("isRunning的值已经被设置了false");
	}
}

效果：

    

如果将isRunning用volatile修饰，结果：

    

执行流程图：

    

当变量isRunning被关键字volatile修饰的时候，则当变量改变时强制要求线程读取主内存中的值。

2、不具备原子性

Volatile关键字虽然拥有多个线程之间的可见性，但是却不具备同步性（也就是原子性），可以算的上是一个轻量级的synchronized，性能要比synchronized强很多，不会造成阻塞（在很多开源的架构里，比如netty的底层代码就大量使用volatile，可见netty性能一定是非常不错的。）

Volatile关键字不具备原子性。要实现原子性建议使用atomic类的系列对象，支持原子性操作（注意atomic类只保证本身方法的原子性，并不保证多次操作的原子性）

注意：

  一般volatile用于只针对多个线程可见的变量操作，并不能代替synchronized的同步功能。

public class Demo2 extends Thread {
//	private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
	 private static volatile int count;

	private static void addCount() {
		for (int i = 0; i < 1000; i++) {
//			count.incrementAndGet();
			count++;
		}
		System.out.println(count);
	}

	public void run() {
		addCount();
	}

	public static void main(String[] args) {

		Demo2[] arr = new Demo2[100];
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			arr[i] = new Demo2();
		}

		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			arr[i].start();
		}
	}
}

效果：

    

如果将addCount方法与count属性改成如下：

        private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
	private static void addCount() {
		for (int i = 0; i < 1000; i++) {
			count.incrementAndGet();
		}
		System.out.println(count);
	}

效果：

    

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