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

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.

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…volatile修饰符保证任何读取字段的线程都能看到最近写入的值。——乔希·布洛赫 如果您正在考虑使用volatile,请仔细阅读java.util.concurrent包,它处理原子行为。 维基百科上关于单例模式的帖子显示了volatile的使用。

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。

使用volatile的一个常见示例是使用volatile布尔变量作为终止线程的标志。如果您已经启动了一个线程,并且希望能够安全地从另一个线程中断它,您可以让线程定期检查标志。要阻止它,将标志设置为true。通过将标志设置为易失性,可以确保正在检查它的线程在下次检查时看到它已经设置好,甚至不必使用同步块。

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!

如果您有一个多线程系统,这些多线程处理一些共享数据,这些线程将在它们自己的缓存中加载数据。如果我们不锁定资源,在一个线程中所做的任何更改都不会在另一个线程中可用。

使用锁定机制,我们可以添加对数据源的读/写访问。如果一个线程修改了数据源,该数据将存储在主存中而不是它的缓存中。当其他线程需要这个数据时,它们将从主存中读取它。这将显著增加延迟。

为了减少延迟,我们将变量声明为volatile。这意味着无论何时变量的值在任何处理器中被修改,其他线程都将被迫读取它。它仍然有一些延迟,但比从主存中读取要好。