服务器之家:专注于服务器技术及软件下载分享
分类导航

PHP教程|ASP.NET教程|Java教程|ASP教程|编程技术|正则表达式|C/C++|IOS|C#|Swift|Android|VB|R语言|JavaScript|易语言|vb.net|

香港云服务器
服务器之家 - 编程语言 - Java教程 - java中volatile关键字的作用与实例代码

java中volatile关键字的作用与实例代码

2021-09-02 15:09在路上的菜鸟 Java教程

这篇文章主要给大家介绍了关于java中volatile关键字的相关资料,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧

一,什么是volatile关键字,作用是什么

 volatile是java虚拟机提供的轻量级同步机制

​ 作用是: 1.保证可见性 2.禁止指令重排 3.不保证原子性

本篇具体就讲解 什么叫保证了可见性, 什么叫禁止指令重排,什么是原子性

而在这之前需要对JMM 有所了解

二,什么是JMM

​ JMM(java 内存模型 Java Memory Model 简称JMM) 本身是一个抽象的概念,并不在内存中真实存在的,它描述的是一组规范或者规则,通过这组规范定义了程序中各个变量(实例字段,静态字段和构成数组对象的元素)的访问方式.

JMM的同步规定:

​ 1.线程解锁之前,必须把共享变量刷新回主存

​ 2.线程加锁锁之前,必须读取主存的最新值到自己的工作空间

​ 3.加锁解锁必须是 同一把锁

​由于 JMM运行程序的实体是线程.而每个线程创建时JMM都会为其创建一个自己的工作内存(栈空间),工作内存是每个线程的私有 数据区域.而java内存模型中规定所有的变量都存储在主内存中,主内存是共享内存区域,所有线程都可以访问,但线程的变量的操作(读取赋值等)必须在自己的工作内存中去进行,首先要 将变量从主存拷贝到自己的工作内存中,然后对变量进行操作,操作完成后再将变量操作完后的新值写回主内存,不能直接操作主内存的变量,各个线程的工作内存中存储着主内存的变量拷贝的副本,因IC不同的线程间无法访问对方的工作内存,线程间的通信必须在主内存来完成, 其简要访问过程如下图:

java中volatile关键字的作用与实例代码

三,可见性

​ 可见性:指当多个线程访问同一个变量时,一个线程修改了这个变量的值,其他线程能够立即看得到修改的值。

​ 通过前面的 JMM介绍,我们知道各个线程对主内存的变量的操作都是各个线程各自拷贝到自己的工作内存中进行操作,然后在写回主内存中

​ 这就可能存在一个线程a修改了共享变量X的值但还未写回主内存,又有一个线程b对共享变量X进行操作,但 此时线程a的工作内存的共享变量X对线程吧来说是不可见的,这种工作内存与主内存同步延迟的问题就造成了可见性问题

四,不保证原子性

​ 原子性:某个线程在执行某项业务时,中间不可被加塞或分割,需要整体完整。要么同时成功,要么同时失败

    class MyData{
​    volatile int number = 0;
​    Object object = new Object();

    public void addTo60(){
        this.number = 60;
    }
    
    public void addPlusPlus(){
        this.number++;
    }
    
    AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
    
    public void addAtomic(){
        atomicInteger.getAndIncrement();
    }
}

/**
 * 验证volatile的可见性

 * 1.当number未被volatile修饰时,new Thread将number值改为60,但main线程并不知道,会一直在循环中出不来

 * 2.当number使用volatile修饰,new Thread改变number值后,会通知main线程主内存的值已被修改,结束任务。体现了可见性
 *

 * 验证volatile不保证原子性

 * 1.原子性是指,某个线程在执行某项业务时,中间不可被加塞或分割,需要整体完整。要么同时成功,要么同时失败
 *

 * 如何解决呢?

 * 1.使用synchronize

 * 2.使用AtomicInteger
 *
 */
public class VolatileDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //seeByVolatile();
        atomic();
    }
    //验证原子性
    public static void atomic() {
        MyData myData = new MyData();
        for (int i = 1; i <= 20; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    for (int j = 1; j <= 1000; j++) {
                        /*synchronized (myData.object){
                            myData.addPlusPlus();
                        }*/
                        myData.addPlusPlus();
                        myData.addAtomic();
                    }
                }
            }).start();
        }

        //等待上面20个线程全部计算结束
        while (Thread.activeCount() > 2){
            Thread.yield();
        }
        
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "int finally number is " + myData.number);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "AtomicInteger finally number is " + myData.atomicInteger);
    }

    //验证可见性的方法
    public static void seeByVolatile() {
        MyData myData = new MyData();
        //第一个线程
        new Thread(){
            public void run(){
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " come in");
                try {
                    sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                myData.addTo60();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " update number to " + myData.number);
            }
        }.start();

        //第二个线程 main
        while (myData.number == 0){
        
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "mission is over");
    }
}

number++在多线程下是非线程安全,不是原子性操作?

java中volatile关键字的作用与实例代码

五,禁止指令重排

​ 计算机在执行程序时,为了提高性能,编译器和处理 器常常会对指令做重排,一般分为一下三种:

java中volatile关键字的作用与实例代码

单线程的环境里指令重排确保最终执行的结果和代码顺序执行的结果一致

处理器在进行指令重排是必须 要考虑指令之间的数据依赖性

多线程的环境交替执行,由于编译器优化重排的存在,俩个线程使用变量能否保证一致性是无法确定的,无法预料的

实例一:

java中volatile关键字的作用与实例代码

实例二:

java中volatile关键字的作用与实例代码

线程操作资源类,线程1访问method1,线程2访问method2,正常情况顺序执行,a=6
多线程下假设出现了指令重排,语句2在语句1之前,当执行完flag=true后,另一个线程马上执行method2,a=5

所以volatile 禁止指令重排,从而避免多线程的 环境下出现执行乱序 的情况

六:使用volatile 的经典案例

 单例DCL的代码

 单例DCL的代码

public class SingletonDemo {
    private static SingletonDemo instance = null;

    private SingletonDemo(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "构造方法");
    }
    
    //DCL双端加锁机制
    public static SingletonDemo getInstance(){
        if (instance == null){
            synchronized (SingletonDemo.class){
                if (instance == null){
                    instance = new SingletonDemo();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

这种写法在多线程条件下可能正确率为99.999999%,但可能由于指令重排出错

原因在于某一个线程执行到第一次检测,读取到instance不为null,instance引用对象可能还没有完成初始化.

instance = new SingletonDemo();; 分为一下三步

    memory = allocate() //分配内存 ctorInstanc(memory) //初始化对象 instance = memory //设置instance指向刚分配的地址

2 ,3 步不存在数据依赖, 可以指令重排的执行顺序为 1 ,3 ,2,设置instance指向刚分配的地址,次数instance还没有初始化完

但此时instance不为null了,若正好此时有一个线程来访问,就出现了线程安全问题

所以需要添加volatile 关键字

public class SingletonDemo {
    private static volatile SingletonDemo instance = null;

    private SingletonDemo(){
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "构造方法");
    }
    //DCL双端加锁机制
    public static SingletonDemo getInstance(){
        if (instance == null){
            synchronized (SingletonDemo.class){
                if (instance == null){
                    instance = new SingletonDemo();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

总结

​ 到此这篇关于java中volatile关键字的文章就介绍到这了,更多相关java volatile关键字内容请搜索服务器之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持服务器之家!

​原文链接:https://blog.csdn.net/clinginh/article/details/115416672

延伸 · 阅读

精彩推荐
  • Java教程20个非常实用的Java程序代码片段

    20个非常实用的Java程序代码片段

    这篇文章主要为大家分享了20个非常实用的Java程序片段,对java开发项目有所帮助,感兴趣的小伙伴们可以参考一下 ...

    lijiao5352020-04-06
  • Java教程Java使用SAX解析xml的示例

    Java使用SAX解析xml的示例

    这篇文章主要介绍了Java使用SAX解析xml的示例,帮助大家更好的理解和学习使用Java,感兴趣的朋友可以了解下...

    大行者10067412021-08-30
  • Java教程升级IDEA后Lombok不能使用的解决方法

    升级IDEA后Lombok不能使用的解决方法

    最近看到提示IDEA提示升级,寻思已经有好久没有升过级了。升级完毕重启之后,突然发现好多错误,本文就来介绍一下如何解决,感兴趣的可以了解一下...

    程序猿DD9332021-10-08
  • Java教程xml与Java对象的转换详解

    xml与Java对象的转换详解

    这篇文章主要介绍了xml与Java对象的转换详解的相关资料,需要的朋友可以参考下...

    Java教程网2942020-09-17
  • Java教程Java BufferWriter写文件写不进去或缺失数据的解决

    Java BufferWriter写文件写不进去或缺失数据的解决

    这篇文章主要介绍了Java BufferWriter写文件写不进去或缺失数据的解决方案,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方,望...

    spcoder14552021-10-18
  • Java教程Java实现抢红包功能

    Java实现抢红包功能

    这篇文章主要为大家详细介绍了Java实现抢红包功能,采用多线程模拟多人同时抢红包,文中示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙...

    littleschemer13532021-05-16
  • Java教程Java8中Stream使用的一个注意事项

    Java8中Stream使用的一个注意事项

    最近在工作中发现了对于集合操作转换的神器,java8新特性 stream,但在使用中遇到了一个非常重要的注意点,所以这篇文章主要给大家介绍了关于Java8中S...

    阿杜7472021-02-04
  • Java教程小米推送Java代码

    小米推送Java代码

    今天小编就为大家分享一篇关于小米推送Java代码,小编觉得内容挺不错的,现在分享给大家,具有很好的参考价值,需要的朋友一起跟随小编来看看吧...

    富贵稳中求8032021-07-12
1166