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

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。

其他回答

Volatile变量是轻量级同步。当所有线程之间的最新数据可见性是必需的,并且原子性可能会受到损害时,在这种情况下,Volatile变量必须是首选。对volatile变量的读取总是返回任何线程最近完成的写操作,因为它们既不缓存在寄存器中,也不缓存在其他处理器看不到的缓存中。Volatile是无锁的。当场景满足上面提到的条件时,我使用volatile。

下面是一个非常简单的代码,演示了volatile for variable的需求,它用于从其他线程控制线程执行(这是需要volatile的一个场景)。

// Code to prove importance of 'volatile' when state of one thread is being mutated from another thread.
// Try running this class with and without 'volatile' for 'state' property of Task class.
public class VolatileTest {
    public static void main(String[] a) throws Exception {
        Task task = new Task();
        new Thread(task).start();

        Thread.sleep(500);
        long stoppedOn = System.nanoTime();

        task.stop(); // -----> do this to stop the thread

        System.out.println("Stopping on: " + stoppedOn);
    }
}

class Task implements Runnable {
    // Try running with and without 'volatile' here
    private volatile boolean state = true;
    private int i = 0;

    public void stop() {
        state = false;
    } 

    @Override
    public void run() {
        while(state) {
            i++;
        }
        System.out.println(i + "> Stopped on: " + System.nanoTime());
    }
}

当不使用volatile时:即使在“stop on: xxx”之后,你也永远不会看到“Stopped on: xxx”消息,并且程序继续运行。

Stopping on: 1895303906650500

当使用volatile时:你会立即看到'Stopped on: xxx'。

Stopping on: 1895285647980000
324565439> Stopped on: 1895285648087300

演示:https://repl.it/repls/SilverAgonizingObjectcode

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。

对于长变量和双变量类型的读写操作的处理,目前还没有人提及。读和写对于引用变量和大多数基本变量都是原子操作,长变量和双变量类型除外,它们必须使用volatile关键字作为原子操作。@link

绝对是的。(不仅是Java, c#也是如此。)有时,您需要获取或设置一个值,该值保证是给定平台上的原子操作,例如int或boolean,但不需要线程锁定的开销。volatile关键字允许您确保在读取值时获得的是当前值,而不是在另一个线程上写入时被废弃的缓存值。