今天工作时,我在Java中遇到了volatile关键字。不是很熟悉,我找到了这个解释。
鉴于那篇文章详细解释了所讨论的关键字,您曾经使用过它吗?或者您曾经看到过以正确方式使用该关键字的情况吗?
今天工作时,我在Java中遇到了volatile关键字。不是很熟悉,我找到了这个解释。
鉴于那篇文章详细解释了所讨论的关键字,您曾经使用过它吗?或者您曾经看到过以正确方式使用该关键字的情况吗?
当前回答
volatile关键字有两种不同的用法。
阻止JVM从寄存器(假设为缓存)读取值,并强制从内存读取其值。 降低内存不一致错误的风险。
阻止JVM读取寄存器中的值,并强制其读取 从内存中读取的值。
busy标志用于防止线程在设备繁忙且该标志不受锁保护的情况下继续运行:
while (busy) {
/* do something else */
}
当另一个线程关闭busy标志时,测试线程将继续执行:
busy = 0;
但是,由于busy在测试线程中经常被访问,JVM可以通过将busy的值放在寄存器中来优化测试,然后在每次测试之前测试寄存器的内容,而不读取内存中的busy值。测试线程永远不会看到busy的变化,而另一个线程只会改变内存中的busy值,从而导致死锁。将busy标志声明为volatile将强制在每次测试之前读取它的值。
降低内存一致性错误的风险。
使用易失性变量可以降低内存一致性错误的风险,因为对易失性变量的任何写入都会建立一个 “happens-before”关系与该变量的后续读取之间的关系。这意味着对volatile变量的更改总是对其他线程可见。
这种读写而不产生记忆一致性错误的技术被称为原子动作。
原子作用是指有效地同时发生的作用。原子的动作不可能中途停止:它要么完全发生,要么根本不发生。在操作完成之前,原子操作的副作用是不可见的。
下面是你可以指定的原子操作:
对于引用变量和大多数变量来说,读和写都是原子的 基本变量(所有类型,除了long和double)。 对于所有声明为volatile的变量,读和写都是原子的 (包括长变量和双变量)。
干杯!
其他回答
是的,我经常使用它——它对多线程代码非常有用。你指的那篇文章很好。不过有两件重要的事情要记住:
You should only use volatile if you completely understand what it does and how it differs to synchronized. In many situations volatile appears, on the surface, to be a simpler more performant alternative to synchronized, when often a better understanding of volatile would make clear that synchronized is the only option that would work. volatile doesn't actually work in a lot of older JVMs, although synchronized does. I remember seeing a document that referenced the various levels of support in different JVMs but unfortunately I can't find it now. Definitely look into it if you're using Java pre 1.5 or if you don't have control over the JVMs that your program will be running on.
假设一个线程修改了一个共享变量的值,如果你没有对该变量使用volatile修饰符的话。当其他线程想要读取这个变量的值时,它们看不到更新后的值,因为它们是从CPU的缓存而不是RAM内存中读取变量的值。这个问题也被称为能见度问题。
通过将共享变量声明为volatile,所有对计数器变量的写入都将立即写入主存。同样,所有对counter变量的读取都将直接从主存中读取。
public class SharedObject {
public volatile int sharedVariable = 0;
}
对于非易失性变量,不能保证Java虚拟机(JVM)何时将数据从主存读取到CPU缓存,或何时将数据从CPU缓存写入主存。这可能会导致几个问题,我将在下面的部分中解释这些问题。
例子:
想象这样一种情况,两个或多个线程可以访问一个共享对象,该对象包含一个声明如下的计数器变量:
public class SharedObject {
public int counter = 0;
}
再想象一下,只有线程1增加计数器变量,但是线程1和线程2都可以不时地读取计数器变量。
如果计数器变量没有被声明为volatile,则不能保证计数器变量的值何时从CPU缓存写入主存。这意味着CPU缓存中的计数器变量值可能与主存中的不相同。这种情况如下所示:
线程看不到一个变量的最新值,因为它还没有被另一个线程写回主存,这个问题被称为“可见性”问题。一个线程的更新对其他线程是不可见的。
Volatile具有内存可见性的语义。基本上,volatile字段的值在写操作完成后对所有读取器(特别是其他线程)可见。如果没有volatile,读者可以看到一些未更新的值。
回答您的问题:是的,我使用一个volatile变量来控制某些代码是否继续循环。循环测试易变值,如果为真则继续。可以通过调用“stop”方法将条件设置为false。循环看到false,并在stop方法完成执行后测试该值时终止。
我强烈推荐的《Java并发实践》一书对volatile做了很好的解释。这本书的作者与问题中提到的IBM文章的作者是同一人(事实上,他在那篇文章的末尾引用了他的书)。我对volatile的使用被他的文章称为“模式1状态标志”。
如果您想了解更多关于volatile在底层是如何工作的,请阅读Java内存模型。如果你想超越这个层次,看看像Hennessy & Patterson这样的优秀计算机体系结构书籍,阅读关于缓存一致性和缓存一致性的内容。
挥发性(vɒlətʌɪl):在常温下容易挥发
关于volatile的重要一点:
Synchronization in Java is possible by using Java keywords synchronized and volatile and locks. In Java, we can not have synchronized variable. Using synchronized keyword with a variable is illegal and will result in compilation error. Instead of using the synchronized variable in Java, you can use the java volatile variable, which will instruct JVM threads to read the value of volatile variable from main memory and don’t cache it locally. If a variable is not shared between multiple threads then there is no need to use the volatile keyword.
源
volatile用法示例:
public class Singleton {
private static volatile Singleton _instance; // volatile variable
public static Singleton getInstance() {
if (_instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (_instance == null)
_instance = new Singleton();
}
}
return _instance;
}
}
我们在第一个请求到来时惰性地创建实例。
如果我们不使_instance变量为volatile,那么创建Singleton实例的线程就不能与其他线程通信。因此,如果线程A正在创建单例实例,在创建后,CPU损坏等,所有其他线程将无法看到_instance的值不为空,他们将认为它仍然被分配为空。
为什么会发生这种情况?因为读线程不做任何锁,直到写线程从同步块中出来,内存不会被同步,_instance的值也不会在主存中更新。使用Java中的Volatile关键字,这是由Java本身处理的,这样的更新将对所有读取线程可见。
结论:volatile关键字也用于线程之间的内存内容通信。
without volatile的用法示例:
public class Singleton {
private static Singleton _instance; //without volatile variable
public static Singleton getInstance() {
if (_instance == null) {
synchronized(Singleton.class) {
if (_instance == null)
_instance = new Singleton();
}
}
return _instance;
}
}
The code above is not thread-safe. Although it checks the value of instance once again within the synchronized block (for performance reasons), the JIT compiler can rearrange the bytecode in a way that the reference to the instance is set before the constructor has finished its execution. This means the method getInstance() returns an object that may not have been initialized completely. To make the code thread-safe, the keyword volatile can be used since Java 5 for the instance variable. Variables that are marked as volatile get only visible to other threads once the constructor of the object has finished its execution completely. Source
Java中不稳定的用法:
快速失败迭代器通常使用list对象上的volatile计数器实现。
当列表更新时,计数器会递增。 创建Iterator时,计数器的当前值嵌入到Iterator对象中。 当执行Iterator操作时,该方法比较两个计数器值,如果不相同则抛出ConcurrentModificationException异常。
故障安全迭代器的实现通常是轻量级的。它们通常依赖于特定列表实现的数据结构的属性。没有一般的模式。
Volatile变量基本上用于主共享缓存线上的即时更新(刷新),以便立即将更改反映到所有工作线程。