深入解析Java中volatile關鍵字的作用

2019-11-26 15:59:03

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

在java線程并發處理中，有一個關鍵字volatile的使用目前存在很大的混淆，以為使用這個關鍵字，在進行多線程并發處理的時候就可以萬事大吉。

Java語言是支持多線程的，為了解決線程并發的問題，在語言內部引入了同步塊和 volatile 關鍵字機制。

synchronized
同步塊大家都比較熟悉，通過 synchronized 關鍵字來實現，所有加上synchronized 和塊語句，在多線程訪問的時候，同一時刻只能有一個線程能夠用synchronized 修飾的方法或者代碼塊。

volatile
用volatile修飾的變量，線程在每次使用變量的時候，都會讀取變量修改后的最的值。volatile很容易被誤用，用來進行原子性操作。

下面看一個例子，我們實現一個計數器，每次線程啟動的時候，會調用計數器inc方法，對計數器進行加一

執行環境――jdk版本：jdk1.6.0_31 ，內存：3G cpu：x86 2.4G

復制代碼代碼如下:

public class Counter { 

    public static int count = 0; 

    public static void inc() { 

        //這里延遲1毫秒，使得結果明顯 
        try { 
            Thread.sleep(1); 
        } catch (InterruptedException e) { 
        } 

        count++; 
    } 

    public static void main(String[] args) { 

        //同時啟動1000個線程，去進行i++計算，看看實際結果 

        for (int i = 0; i < 1000; i++) { 
            new Thread(new Runnable() { 
                @Override
                public void run() { 
                    Counter.inc(); 
                } 
            }).start(); 
        } 

        //這里每次運行的值都有可能不同,可能為1000 
        System.out.println("運行結果:Counter.count=" + Counter.count); 
    } 
}

運行結果:Counter.count=995
實際運算結果每次可能都不一樣，本機的結果為：運行結果:Counter.count=995，可以看出，在多線程的環境下，Counter.count并沒有期望結果是1000

很多人以為，這個是多線程并發問題，只需要在變量count之前加上volatile就可以避免這個問題，那我們在修改代碼看看，看看結果是不是符合我們的期望

復制代碼代碼如下:

public class Counter { 

    public volatile static int count = 0; 

    public static void inc() { 

        //這里延遲1毫秒，使得結果明顯 
        try { 
            Thread.sleep(1); 
        } catch (InterruptedException e) { 
        } 

        count++; 
    } 

    public static void main(String[] args) { 

        //同時啟動1000個線程，去進行i++計算，看看實際結果 

        for (int i = 0; i < 1000; i++) { 
            new Thread(new Runnable() { 
                @Override
                public void run() { 
                    Counter.inc(); 
                } 
            }).start(); 
        } 

        //這里每次運行的值都有可能不同,可能為1000 
        System.out.println("運行結果:Counter.count=" + Counter.count); 
    } 
}

運行結果:Counter.count=992

運行結果還是沒有我們期望的1000，下面我們分析一下原因

在 java 垃圾回收整理一文中，描述了jvm運行時刻內存的分配。其中有一個內存區域是jvm虛擬機棧，每一個線程運行時都有一個線程棧，線程棧保存了線程運行時候變量值信息。當線程訪問某一個對象時候值的時候，首先通過對象的引用找到對應在堆內存的變量的值，然后把堆內存變量的具體值load到線程本地內存中，建立一個變量副本，之后線程就不再和對象在堆內存變量值有任何關系，而是直接修改副本變量的值，在修改完之后的某一個時刻（線程退出之前），自動把線程變量副本的值回寫到對象在堆中變量。這樣在堆中的對象的值就產生變化了。下面一幅圖

描述這寫交互

java volatile1