Java volatile关键字详解

本是古典何须时尚 2022-06-15 00:07 239阅读 0赞

详细很多Java开发者没有使用过 volatile这个关键字。

那么现在我们来看看这个volatile关键字有什么用处吧。  
读者可以先运行一下下面的demo。会发现结果是死循环。

import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    
    class Value{ 
        public  static int i = 0;
    }
    
    public class Main2 { 
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
            executorService.execute(() ->{ System.out.println("开始执行"); while (Value.i == 0) { } System.out.println("执行结束"); }); Thread.sleep(1000); Value.i = 1000; executorService.shutdown(); } }

好,我们再来吧Value类中的i成员变量用volatile来修饰一下

import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    
    class Value{
        public volatile static int i = 0;
    }
    
    public class Main2 {
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
            ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
            executorService.execute(() ->{
                System.out.println("开始执行");
                while (Value.i == 0) {
                }
                System.out.println("执行结束");
            });
            Thread.sleep(1000);
            Value.i = 1000;
            executorService.shutdown();
        }
    }

发现死循环现象消失了。  
我们来解释下这么程序的意图吧。刚开始那么没有加volatile关键字修饰的demo是这样的。  
子线程去确认i的值是否为0,如果是0则一直死循环。然而我们在主线程里将i的值设置为1000。然而还是在死循环。这说明子线程没有读取到i的最新的值。这里要将一下jvm内存模型了。i这个变量是存放在主内存中的。然而线程是这样执行的,将主内存里面的内容读取到线程特有的工作内存中去,然后再去执行相应的操作。如果值是有更新的话,再将值刷新回主内存。所以这里也可以看出线程之间的内部的内存里的变量是无法共享的。也就是说线程与线程之间无法之间将自己的数据给对方。  
如图所示:  
![这里写图片描述][SouthEast]

所以我们使用了volatile关键字去修饰i这个成员变量。强制线程每次读取变量的时候都去主内存中读取。所以,这样的话可以保证每次线程读取到的数据都是经过改变的。但是有一点需要注意的是,使用了volatile关键字去修饰的变量就失去了jvm优化的能力。因为每次都是从内存中读取数据。有的时候线程的工作内存区是在cpu的寄存器上的。寄存器明显是比内存快的。

而且这里应该说明的一点是:volatile关键字是无法保证线程安全的。如果在变量i++或者++i 这些自增操作的时候。是没有办法保证线程安全性的。这个时候可以考虑AtomicInteger这个类。这个类在高并发的情况下可以保证自增的数据是正确的。i++在高并发的情况下,会损失一些自增的值

[SouthEast]: /images/20220615/add571021b8747a2b7f83171f67fc4aa.png