详解Java并发编程之volatile关键字

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时间:2021-11-22
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1、volatile是什么?

首先简单说一下,volatile是什么?volatile是Java中的一个关键字,也是一种同步机制。volatile为了保证变量的可见性,通过volatile修饰的变量具有共享性。修改了volatile修饰的变量,其它线程是可以读取到最新的值的

2、并发编程的三大特性

并发编程有三个重要特性:原子行可见性有序性

原子性:原子性是指一个或者多个操作,要么全部执行且执行过程不会被其它操作打断,要么全部不执行。

可见性:可见性是指共享变量对于多个线程都是可见的,也即一个线程修改了变量,其它线程马上就能知道

有序性:有序性是指程序的执行顺序按照代码的先后顺便执行

3、什么是指令重排序?

假如我们写一个程序,我们会期待这些语句的实际执行顺便和代码的顺序是一致的,大部分情况是一致的,但实际上,编译器、JVM 或者 CPU 都有可能出于优化等目的,对执行的顺序进行调整,这个就是指令重排序

重排序的好处:提高处理速度

代码顺序如图:

详解Java并发编程之volatile关键字

指令重排后,a=100; a= a+100会提到一起执行,效率提高

详解Java并发编程之volatile关键字

上面的例子,是可以提高执行效率,但是有时候指令重排是会导致问题的,如下代码例子,代码顺序是先初始化content,然后设置标识为true,线程B检测到为true之后,调用content的方法

详解Java并发编程之volatile关键字

如果指令重排后,这种情况就会出现没初始化完成,就直接调用conten的方法

详解Java并发编程之volatile关键字

所以,指令重排有好处也有坏处,一般可能是cpu、编译器或者是内存会进行指令重排,为了避免指令重排,保证并发编程的有序性,有时候需要使用synchronized或者volatile等等方式避免。volatile可以避免指令重排,保证并发编程的有序性,依赖于操作系统的内存屏障

4、volatile有什么作用?

从前面的学习也可以指定,volatile关键字是可以保证并发编程的有序性和可见性的

保证可见性

volatile保证可见性:

使用volatile变量时,必须重新从主内存加载到工作内存修改volatile变量后,必须马上同步回主内存

可见性涉及到Java内存模型,详细可以参考我上篇博客:链接

java内存模型(JMM)结构图,每个Java线程都有自己的工作内存,volatile修饰的变量,修改后,会自动同步到主内存;每个线程读取时都会从主内存先读取到工作内存的副本

详解Java并发编程之volatile关键字

注意:volatile只能保证变量的可见性,对于一个Java对象是不能保证的,要去对象具体的属性设置volatile

保证有序性

对于并发编程的有序性问题,前面已经做了比较详细的描述,主要是cpu、jvm、内存都会对代码执行顺序进行指令重排序,加上volatile可以保证有序性,避免指令重排,依赖于操作系统的内存屏障 

5、volatile可以保证原子性?

volatitle只能保证单个变量的原子性,不能保证一系列操作的原子操作的,所以volatile是线程不安全的,不具有原子性

6、volatile 和 synchronized对比

volatile不可以保证线程安全,synchronized可以保证线程安全volatile是轻量的,而且是没有锁机制的,性能比synchronized好volatile不具有原子性,synchronized可以保证原子性

总结

本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注的更多内容!

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