深入解析Java中volatile关键字的作用

Java语言是支持多线程的,为了解决线程并发的问题,在语言内部引入了 同步块 和 volatile
关键字机制
在java线程并发处理中,有一个关键字volatile的使用目前存在很大的混淆,以为使用这个关键字,在进行多线程并发处理的时候就可以万事大吉。

Java语言是支持多线程的,为了解决线程并发的问题,在语言内部引入了 同步块 和 volatile 关键字机制。

synchronized
同步块大家都比较熟悉,通过 synchronized 关键字来实现,所有加上synchronized 和
块语句,在多线程访问的时候,同一时刻只能有一个线程能够用synchronized 修饰的方法 或者 代码块。

volatile
用volatile修饰的变量,线程在每次使用变量的时候,都会读取变量修改后的最的值。volatile很容易被误用,用来进行原子性操作。

下面看一个例子,我们实现一个计数器,每次线程启动的时候,会调用计数器inc方法,对计数器进行加一

执行环境——jdk版本:jdk1.6.0_31 ,内存 :3G cpu:x86 2.4G

复制代码 代码如下:


public class Counter {

public static int count = 0;

public static void inc() {

//这里延迟1毫秒,使得结果明显
try {
Thread.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
}

count++;
}

public static void main(String[] args) {

//同时启动1000个线程,去进行i++计算,看看实际结果

for (int i = 0; i < 1000; i++) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Counter.inc();
}
}).start();
}

//这里每次运行的值都有可能不同,可能为1000
System.out.println("运行结果:Counter.count=" + Counter.count);
}
}

运行结果:Counter.count=995

实际运算结果每次可能都不一样,本机的结果为:运行结果:Counter.count=995,可以看出,在多线程的环境下,Counter.count并没有期望结果是1000

很多人以为,这个是多线程并发问题,只需要在变量count之前加上volatile就可以避免这个问题,那我们在修改代码看看,看看结果是不是符合我们的期望

复制代码 代码如下:


public class Counter {

public volatile static int count = 0;

public static void inc() {

//这里延迟1毫秒,使得结果明显
try {
Thread.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
}

count++;
}

public static void main(String[] args) {

//同时启动1000个线程,去进行i++计算,看看实际结果

for (int i = 0; i < 1000; i++) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Counter.inc();
}
}).start();
}

//这里每次运行的值都有可能不同,可能为1000
System.out.println("运行结果:Counter.count=" + Counter.count);
}
}

运行结果:Counter.count=992

运行结果还是没有我们期望的1000,下面我们分析一下原因

在 java
垃圾回收整理一文中,描述了jvm运行时刻内存的分配。其中有一个内存区域是jvm虚拟机栈,每一个线程运行时都有一个线程栈,线程栈保存了线程运行时候变量值信息。当线程访问某一个对象时候值的时候,首先通过对象的引用找到对应在堆内存的变量的值,然后把堆内存变量的具体值load到线程本地内存中,建立一个变量副本,之后线程就不再和对象在堆内存变量值有任何关系,而是直接修改副本变量的值,在修改完之后的某一个时刻(线程退出之前),自动把线程变量副本的值回写到对象在堆中变量。这样在堆中的对象的值就产生变化了。下面一幅图

描述这写交互

java volatile1

read and load 从主存复制变量到当前工作内存
use and assign 执行代码,改变共享变量值
store and
write 用工作内存数据刷新主存相关内容

其中use and assign 可以多次出现

但是这一些操作并不是原子性,也就是 在read
load之后,如果主内存count变量发生修改之后,线程工作内存中的值由于已经加载,不会产生对应的变化,所以计算出来的结果会和预期不一样

对于volatile修饰的变量,jvm虚拟机只是保证从主内存加载到线程工作内存的值是最新的

例如假如线程1,线程2 在进行read,load 操作中,发现主内存中count的值都是5,那么都会加载这个最新的值

在线程1堆count进行修改之后,会write到主内存中,主内存中的count变量就会变为6

线程2由于已经进行read,load操作,在进行运算之后,也会更新主内存count的变量值为6

导致两个线程即使用volatile关键字修改之后,还是会存在并发的情况。

时间: 2024-10-14 07:17:57

深入解析Java中volatile关键字的作用的相关文章

Java中volatile关键字的作用

在Java内存模型中,有main memory(主内存)还每个线程各自的线程内存memory(例如:寄存器).为了性能一个线程会在自己memory中保持要访问变量的副本.这样就会出现同一个变量在某一个时刻一个线程内存中的值和其他线程内存或者主内存中的值不一致. 一个变量声明为volatile,就意味着这个变量随时会被其他线程修改,因此不能将他cahe在线程memory中,即:不会再memory中保留他的副本,下面看个例子: public class TestVolatile extends Th

转:java中volatile关键字的含义

转:java中volatile关键字的含义 在java线程并发处理中,有一个关键字volatile的使用目前存在很大的混淆,以为使用这个关键字,在进行多线程并发处理的时候就可以万事大吉. Java语言是支持多线程的,为了解决线程并发的问题,在语言内部引入了 同步块 和 volatile 关键字机制. synchronized 同步块大家都比较熟悉,通过 synchronized 关键字来实现,所有加上synchronized 和 块语句,在多线程访问的时候,同一时刻只能有一个线程能够用 sync

【转】java中volatile关键字的含义

java中volatile关键字的含义 在java线程并发处理中,有一个关键字volatile的使用目前存在很大的混淆,以为使用这个关键字,在进行多线程并发处理的时候就可以万事大吉. Java语言是支持多线程的,为了解决线程并发的问题,在语言内部引入了 同步块 和 volatile 关键字机制. synchronized 同步块大家都比较熟悉,通过 synchronized 关键字来实现,所有加上synchronized 和 块语句,在多线程访问的时候,同一时刻只能有一个线程能够用 synchr

java中volatile关键字

java中volatile关键字 学习ImageLoader源码时遇到遇到这么一个关键字,以前没遇到过,也不明白是何含义,网上找了部分资料,总结记录一下. 在java线程并发处理中,有一个关键字volatile的使用目前存在很大的混淆,以为使用这个关键字,在进行多线程并发处理的时候就可以万事大吉.Java语言是支持多线程的,为了解决线程并发的问题,在语言内部引入了 同步块 和 volatile 关键字机制. synchronized 同步块大家都比较熟悉,通过 synchronized 关键字来

就是要你懂Java中volatile关键字实现原理

原文地址http://www.cnblogs.com/xrq730/p/7048693.html,转载请注明出处,谢谢 前言 我们知道volatile关键字的作用是保证变量在多线程之间的可见性,它是java.util.concurrent包的核心,没有volatile就没有这么多的并发类给我们使用. 本文详细解读一下volatile关键字如何保证变量在多线程之间的可见性,在此之前,有必要讲解一下CPU缓存的相关知识,掌握这部分知识一定会让我们更好地理解volatile的原理,从而更好.更正确地地

Java中volatile关键字实现原理

原文地址http://www.cnblogs.com/xrq730/p/7048693.html,转载请注明出处,谢谢 前言 我们知道volatile关键字的作用是保证变量在多线程之间的可见性,它是java.util.concurrent包的核心,没有volatile就没有这么多的并发类给我们使用. 本文详细解读一下volatile关键字如何保证变量在多线程之间的可见性,在此之前,有必要讲解一下CPU缓存的相关知识,掌握这部分知识一定会让我们更好地理解volatile的原理,从而更好.更正确地地

java中volatile关键字的理解

一.基本概念 Java 内存模型中的可见性.原子性和有序性.可见性: 可见性是一种复杂的属性,因为可见性中的错误总是会违背我们的直觉.通常,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.为了确保多个线程之间对内存写入操作的可见性,必须使用同步机制. 可见性,是指线程之间的可见性,一个线程修改的状态对另一个线程是可见的.也就是一个线程修改的结果.另一个线程马上就能看到.比如:用volatile修饰的变量,就会具有可见性.volatile修饰的变量不允许线程内

java中volatile关键字的含义解析及用途

在java线程并发处理中,有一个关键字volatile的使用目前存在很大的混淆,以为使用这个关键字,在进行多线程并发处理的时候就可以万事大吉. Java语言是支持多线程的,为了解决线程并发的问题,在语言内部引入了 同步块 和 volatile 关键字机制. synchronized 同步块大家都比较熟悉,通过 synchronized 关键字来实现,所有加上synchronized 和 块语句,在多线程访问的时候,同一时刻只能有一个线程能够用 synchronized 修饰的方法 或者 代码块.

Java中volatile关键字解析

一.内存模型的相关概念 大家都知道,计算机在执行程序时,每条指令都是在CPU中执行的,而执行指令过程中,势必涉及到数据的读取和写入.由于程序运行过程中的临时数据是存放在主存(物理内存)当中的,这时就存在一个问题,由于CPU执行速度很快,而从内存读取数据和向内存写入数据的过程跟CPU执行指令的速度比起来要慢的多,因此如果任何时候对数据的操作都要通过和内存的交互来进行,会大大降低指令执行的速度.因此在CPU里面就有了高速缓存. 也就是,当程序在运行过程中,会将运算需要的数据从主存复制一份到CPU的高