附2 volatile
注:在阅读本章之前,先要了解Java内存模型,见上一章《附1 Java内存模型与共享变量可见性》,链接如下:
http://www.cnblogs.com/java-zhao/p/5124725.html
1、volatile用法
具体的用法可以参照《第二章 ConcurrentHashMap源码解析》中的Segment内部类的count属性,可以看看多线程情况下怎样对其进行操作的,具体链接如下;
http://www.cnblogs.com/java-zhao/p/5113317.html
或者可以参照《第三章 CopyOnWriteArrayList源码解析》中CopyOnWriteArrayList的底层数组,具体链接如下;
http://www.cnblogs.com/java-zhao/p/5121944.html
2、具体的实现原理
- 对volatile变量执行写操作时,会在写操作后加入一条store屏障指令
- 对volatile变量执行读操作时,会在读操作前加入一条load屏障指令
说人话:
- 对volatile变量执行读操作时,都要强制的先从主内存读取最新的变量值到工作内存,然后再读工作内存中所存储的变量副本
- 对volatile变量执行写操作时,又会强制的将工作内存中的刚刚改变的值写到主内存中去
通过上边这样模式,每个线程拿到的volatile变量值都是最新的。
注意:
volatile无法实现原子性:
eg.
private volatile int count = 0;
假设现在有两条线程分别对count执行加1操作,那么期待的结果最后count==2,但是看下边的分析:
假设有如下流程:
1)线程a获取了count==0;
2)线程b获取了count==0;
3)线程b对count+1,之后写入主内存count==1;
4)线程a对count+1,之后写入主内存count==1;
结果count==1而非count==2,原因就是线程a获取count后,volatile不能实现原子性,这个时候b也能去操作count。
想要实现原子性,使用synchronized去锁住增加方法,或者使用ReentrantLock去锁住增加代码;当然,以上场景使用AtomicInteger更好。
3、volatile使用场景
- 运算结果并不依赖当前值,例如Boolean就可,而number++这样的就不行,这样的情况使用锁
- 运算结果依赖当前值但是能够确保只有单一线程修改变量的值,例如ConcurrentHashMap中Segment的count变量
- count变量只能由单一线程来改变(因为put和remove都是加锁的),但是修改后未必能及时刷新到主内存;这时候读线程去读取的话就可能读到旧数据。所以需要volatile来保证可见性。
- 变量不需要与其他的状态变量共同参与不变约束,例如low<up这样的场景就不行
- 在访问变量时需要使用锁,就不要使用volatile(《java并发编程实战》)
所以说,volatile只能实现部分线程安全(实际上只能实现可见性)。 如果volatile用得好的话,比synchronized强不少,因为不需要上下文切换。
注:
- 关于volatile禁止指令重排序的介绍去看《深入理解Java虚拟机(第二版)》第十二章"Java内存模型与线程"
- 通常情况下,能用volatile解决的就不去用synchronized了
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