java volatile的原理

volatile也是互斥同步的一种实现,不过它非常的轻量级。

volatile有两条关键的语义:

  • 保证被volatile修饰的变量对所有线程都是可见的
  • 禁止进行指令重排序

要理解volatile关键字,我们得先从Java的线程模型开始说起。如图所示:

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。

举个例子:

    private volatile int start = 0;

    private void volatileKeyword() {

        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                    start++;
                }
            }
        };

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Thread thread = new Thread(runnable);
            thread.start();
        }
        Log.d(TAG, "start = " + start);
    }

这段代码启动了10个线程,每次10次自增,按道理最终结果应该是100,但是结果并非如此。

为什么会这样?

       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。


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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

导致两个线程及时用volatile关键字修改之后,还是会存在并发的情况。


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转载自blog.csdn.net/fmc088/article/details/80509780