volatile学习记录

一 volatile关键字
第一:使用volatile关键字会强制将修改的值立即写入主存;(修改后强制回写到主存,普通变量修改后写回主存时间不确定)
第二:使用volatile关键字的话,当线程2进行修改时,会导致线程1的工作内存中缓存变量stop的缓存行无效(反映到硬件层的话,就是CPU的L1 或者L2缓存中对应的缓存行无效,cpu缓存的最下单位);
第三:由于线程1的工作内存中缓存变量stop的缓存行无效,所以线程1再次读取变量stop的值时会去主存读取。 那么在线程2修改stop值时(当然这里包括2个操作,修改线程2工作内存中的值,然后将修改后的值写入内存), 会使得线程1的工作内存中缓存变量stop的缓存行无效,然后线程1读取时 ,发现自己的缓存行无效,它会等待缓存行对应的主存地址被更新之后,然后去对应的主存读取最新的值。(缓存行是否有效是在线程读取时才能发现,如果该线程已经读取过了,该值被修改,缓存行失效,当前线程也不会感知到,因为已经读取了变量值) 那么线程1读取到的就是最新的正确的值。 保证变量自增的三种方式(synchronized,lock,AtomicInteger)
//线程1
boolean stop = false;
while(!stop){
    doSomething();
}
 
//线程2
stop = true;
二,volatile关键字禁止指令重排序有两层意思
  1)当程序执行到volatile变量的读操作或者写操作时,在其前面的操作的更改肯定全部已经进行,且结果已经对后面的操作可见;在其后面的操作肯定还没有进行;
  2)在进行指令优化时,不能将在对volatile变量访问的语句放在其后面执行,也不能把volatile变量后面的语句放到其前面执行。
三,volatile的原理和实现机制
前面讲述了源于volatile关键字的一些使用,下面我们来探讨一下volatile到底如何保证可见性和禁止指令重排序的。
  “观察加入volatile关键字和没有加入volatile关键字时所生成的汇编代码发现,加入volatile关键字时,会多出一个lock前缀指令”
  lock前缀指令实际上相当于一个内存屏障(也成内存栅栏),内存屏障会提供3个功能:
  1)它确保指令重排序时不会把其后面的指令排到内存屏障之前的位置,也不会把前面的指令排到内存屏障的后面;即在执行到内存屏障这句指令时,在它前面的操作已经全部完成;
  2)它会强制将对缓存的修改操作 立即 写入主存;
  3)如果是写操作,它会导致其他CPU中对应的缓存行无效。
四, volatile缺点
降低系统性能(阻止系统重排序,使系统cpu缓存失效)
五 volatile使用场景

 synchronized关键字是防止多个线程同时执行一段代码,那么就会很影响程序执行效率,而volatile关键字在某些情况下性能要优于synchronized,但是要注意volatile关键字是无法替代synchronized关键字的,因为volatile关键字无法保证操作的原子性。通常来说,使用volatile必须具备以下2个条件:

  1)对变量的写操作不依赖于当前值

  2)该变量没有包含在具有其他变量的不变式中

  实际上,这些条件表明,可以被写入 volatile 变量的这些有效值独立于任何程序的状态,包括变量的当前状态。

  事实上,我的理解就是上面的2个条件需要保证操作是原子性操作,才能保证使用volatile关键字的程序在并发时能够正确执行。

  下面列举几个Java中使用volatile的几个场景。

    变量标记

volatile boolean flag = false;
 
while(!flag){
    doSomething();
}
 
public void setFlag() {
    flag = true;
}
double check
class Singleton{
    private volatile static Singleton instance = null;
     
    private Singleton() {
         
    }
     
    public static Singleton getInstance() {
        if(instance==null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if(instance==null)
                    instance = new Singleton();
            }
        }
        return instance;
    }
}

本文主要记录volatile重点部分:详细内容请移步:https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html#!comments

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