Java多线程 volatile 介绍与不适用的场景

缺乏、安全感 2022-12-04 07:32 183阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *   *  volatile介绍
         *  volatile 不适用的场景

### volatile介绍 ###

volatile是一种同步机制, 比synchronized 或者Lock 更轻量级, 因为使用volatile **并不会发生上下文切换**等开销很大的行为. 仅仅是把值刷入主内存中, 和从主内存中读取值.

如果一个变量被修饰成volatile , 那么**JVM就这个了这个变量可能会被并发修改.**

由于volatile 开销小, 因此相应的并发能力也小, 虽然volatile 是用来同步保证线程安全性的, 但是volatile不能做到synchronized 那样的原子保护, **volatile仅仅在很有限的场景下才能发挥作用 .**

### volatile 不适用的场景 ###

不适用于a++的情况

如下的代码演示了 volatile 不适用于a++的场景.  
起了两个线程, 对a进行++操作 ,并且 a用 volatile 修饰.  
并且用AtomicInteger 统计实际的执行次数

package com.thread.jmm;
    
    import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
    
    /** * 类名称:IncorrectVolatile * 类描述:volatile 不适用的场景 * * @author: https://javaweixin6.blog.csdn.net/ * 创建时间:2020/9/6 10:08 * Version 1.0 */
    public class IncorrectVolatile implements Runnable { 
        volatile int a = 0;
    
        //原子类, 统计执行了多少次
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
            IncorrectVolatile runnable = new IncorrectVolatile();
            Thread thread1 = new Thread(runnable);
            Thread thread2 = new Thread(runnable);
    
            thread1.start();
            thread2.start();
    
            //主线程等待子线程执行完毕
            thread1.join();
            thread2.join();
    
            System.out.println("a++的结果: "+runnable.a);
            System.out.println("运行a++的次数 : "+runnable.atomicInteger.get());
        }
    
        @Override
        public void run() { 
            for (int i = 0; i < 10000; i++) { 
                a++;
                atomicInteger.incrementAndGet();
            }
        }
    }

运行结果如下图, 说明了 a++的结果少了,还是出现了线程不安全的情况, 因此volatile 不适用于 a++的场景.  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center][]  
在如下的这篇文章中, 说明过a++变少的原因:  
**在线程1 执行了加1操作的时候, 还没把最新的值赋值给i , cpu调度就把执行权给了线程2 , 导致原本此时应该是i是2的,但是却获取到的是1的值. 这样就导致了加的值变小了.**

[https://blog.csdn.net/qq\_33229669/article/details/108327742][https_blog.csdn.net_qq_33229669_article_details_108327742]  
如下图所示 a++ , 其实是三步.  
这也说明了volatile 只能保证可见性, 但**并不能保证原子性**. 读取a, 给a+1 , 再把+1后的值刷回内存中, 这三步是原子性的. 如果中间被打断了, 那么就会导致a++的结果变少.  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1][]  
把上面的代码中, 修改如下 , 给a++操作加上synchronized 锁, 保证其原子性 , 即可解决a++变少的问题.

package com.thread.jmm;
    
    import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
    
    /** * 类名称:IncorrectVolatile * 类描述:volatile 不适用的场景 * * @author: https://javaweixin6.blog.csdn.net/ * 创建时间:2020/9/6 10:08 * Version 1.0 */
    public class IncorrectVolatile implements Runnable { 
        int a = 0;
    
        //原子类, 统计执行了多少次
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();
        private  final  Object lock =  new Object();
    
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
            IncorrectVolatile runnable = new IncorrectVolatile();
            Thread thread1 = new Thread(runnable);
            Thread thread2 = new Thread(runnable);
    
            thread1.start();
            thread2.start();
    
            //主线程等待子线程执行完毕
            thread1.join();
            thread2.join();
    
            System.out.println("a++的结果: "+runnable.a);
            System.out.println("运行a++的次数 : "+runnable.atomicInteger.get());
        }
        @Override
        public void run() { 
    
            synchronized (lock){ 
                for (int i = 0; i < 10000; i++) { 
                    a++;
                    atomicInteger.incrementAndGet();
                }
            }
        }
    }

运行结果如图  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2][]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221123/37675597b6ec4bcf94f6d9ce5cf18d94.png
[https_blog.csdn.net_qq_33229669_article_details_108327742]: https://blog.csdn.net/qq_33229669/article/details/108327742
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221123/575e85e081b2412f831d8078a9e4f6fa.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMzMjI5NjY5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20221123/7a333c47f3ee48d9a7ff60ea383d2b45.png