Java中volatile的作用
使用volatile时会涉及到并发编程相关问题,不可避免也会涉及到多线程的内存模型,因为通过volatile修饰的变量就是用来控制该变量的内存区域存储
内存模型
简单来说,Java内存可以分为本地内存和共享内存,本地内存是每个线程都各自拥有的一块内存区域,共享内存是所有线程共享的内存区域,为提高运行效率,线程会拷贝一份共享变量的内存到本地内存区域,直接对本地内存的变量操作,在适当时候才回写到共享内存中;如图所示
![](https://img.haomeiwen.com/i3334280/381e24fb1aa23065.png)
volatile
如果变量A没有通过volatile修饰,则线程1运行时只会操作本地内存的变量A副本,在合适的时机才会把修改后的值刷回共享内存,而在刷回之前,线程2对线程1的变量副本是不可见的。而变量A通过volatile修饰后,则是这样的流程:(1)当一个线程要使用共享内存中的 volatile 变量时,如图中的变量A,它会直接从主内存中读取,而不使用自己本地内存中的副本。(2)当一个线程对一个 volatile 变量进行写时,它会将这个共享变量的值刷新到共享内存中。所以我们称volatile变量对其他线程具有可见性,但volatile不具有原子性(下面会提到)。
synchronized
使用synchronized修饰的代码块或方法,能保证同一时刻最多只有一个线程执行该代码块;synchronized使这个代码块具有原子性。举个实际例子:
- 两个并发线程A和B访问同一个object对象的synchronized(this)代码块时,同一个时刻如果A访问了该代码块,另一个线程B再访问时会被阻塞;
- 当线程A访问object的一个synchronized(this)同步代码块时,线程B对object中所有其它synchronized(this)同步代码块的访问将被阻塞;
某个线程访问了object对象的synchronized(this)代码块时,我们称该线程获得了object的锁,其他线程必须等待锁被释放后才能访问;我们通过一段代码分析原子性和可见性的问题:
public class ActomicityTest implements Runnable {
private volatile int i = 0;
public int getValue(){
return i;
}
private synchronized void envenIncrement(){
i++;
i++;
}
@Override
public void run() {
while (true) {
envenIncrement();
}
}
public static void main(String[] args){
ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
ActomicityTest at = new ActomicityTest();
exec.execute(at);
while (true) {
int val = at.getValue();
if(val % 2 != 0){
System.out.println(val);
System.exit(0);
}
}
}
}
该程序demo并发两个线程,一个线程连续调用两次i++,即每次+2,另一个线程取出i值,如发现i是奇数则退出程序,否则程序陷入死循环一直运行;而运行后的结果是,每次运行都会退出。
原因是getValue()虽然是原子性操作,但没有加锁,导致在envenIncrement()执行到第一个i++后,getValue()就执行了取到了奇数值;要解决此问题的话可以在getValue()加上synchronized,因为在envenIncrement()调用期间,如果线程切到调用getValue()的线程时,就会阻塞,保证synchronized修饰的envenIncrement()方法执行后才能执行下一个synchronized方法。