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[Java教程]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
  • 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
  • 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

 

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