Java并发--volatile关键字、内存可见性

我就是我 2021-08-13 19:59 507阅读 0赞

### 内存可见性 ###

内存可见性（Memory Visibility）是指当某个线程正在使用对象状态而另一个线程在同时修改该状态，需要确保当一个线程修改了对象状态后，其他线程能够看到发生的状态变化。

*  可见性错误是指当读操作与写操作在不同的线程中执行时，我们无法确保执行读操作的线程能适时地看到其他线程写入的值，有时甚至是根本不可能的事情。
 *  我们可以通过同步来保证对象被安全地发布。除此之外我们也可以使用一种更加轻量级的volatile变量。

### volatile关键字 ###

Java提供了一种稍弱的同步机制，即volatile变量，用来确保将变量的更新操作通知到其他线程。可以将volatile看作一个轻量级的锁，但是又与锁有些不同：

*  对于多线程，不是一种互斥关系。
 *  不能保证变量状态的“原子性操作”。

### 示例 ###

package pers.zhang.juc.part1;
    
    /** * @author zhang * @date 2020/1/16 - 17:24 * * Volatile关键字 */
    public class VolatileDemo { 
        public static void main(String[] args) { 
            ThreadDemo td = new ThreadDemo();
            new Thread(td).start();
    
            while(true){ 
                if(td.isFlag()){ 
                    System.out.println("-------------------");
                    break;
                }
            }
        }
    
    }
    
    class ThreadDemo implements Runnable{ 
    
        private boolean flag = false;
    
        @Override
        public void run() { 
            try { 
                Thread.sleep(200);
            } catch (InterruptedException e) { 
                e.printStackTrace();
            }
    
            flag = true;
            System.out.println("flag=" + isFlag());
        }
    
        public boolean isFlag() { 
            return flag;
        }
    
        public void setFlag(boolean flag) { 
            this.flag = flag;
        }
    }

运行程序：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvbGRfX19wbGF5_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
发现程序并没有按照我们期望的那样结束运行，打印“-------------”。

flag是td线程和main线程的共享数据。为了提高线程的执行效率，每个线程都有自己的缓存，如果要修改数据，线程会先将数据读到自己的缓存中再进行操作。

td线程启动后，将flag读取到自己的缓存中，进行写操作（flag=true），但是在写回主存中之前，main线程已经将flag=false读取到了自己的缓存中，因为while(true)调用的底层执行速度非常快，main线程根本没有机会去主存中重新读取flag的值，所以即使td线程将flag=true写回到主存中，main也没有机会读取。最后就导致程序无法正常结束，一直在while(true)中循环。

**解决办法：**

使用synchronized同步锁可以解决此问题，但是会导致程序的效率非常低，这不是我们想要的结果。

所以，使用volatile关键字。  
volatile关键字可以保证多个线程操作共享数据时，内存中的数据是可见的。

将变量修改为volatile变量：

private volatile boolean flag = false;

运行程序：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvbGRfX19wbGF5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

程序正确结束。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvbGRfX19wbGF5_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20210813/38429695bc9b4ea5931830dd38a02c78.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvbGRfX19wbGF5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20210813/66a4525a52a14a2caa235cadb30b7c74.png