Java并发--volatile关键字、内存可见性

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：

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：

程序正确结束。