java volatile 原理
Java volatile
1. 介绍
概述
在Java中，volatile是一种修饰符，可用于标记变量。即使在多线程环境下，使用volatile修饰的变量也能够保证线程之间的可见性和有序性。本文将深入介绍volatile的相关原理。
问题背景
在多线程编程中，各个线程之间共享变量可能会导致一些问题。例如，一个线程修改了一个共享变量的值，但是其他线程无法立即感知到这个变化。这就引出了线程间的可见性问题。
2. 线程间可见性问题
缓存一致性问题
在多核处理器中，每个核心都有自己的缓存。当一个线程修改了一个共享变量的值时，它可能会将这个新值缓存在自己的缓存中，而没有立即写回主存。如果其他线程需要读取这个共享变量，它们可能从自己的缓存中读取，而无法感知到最新的值。
内存屏障
为了解决可见性问题，Java虚拟机引入了一种叫做内存屏障（Memory Barrier）的机制。内存屏障可以分为读屏障和写屏障。
读屏障指令会导致CPU从主存中读取最新的值，并将这个值缓存在CPU的缓存中。写屏障指令会导致CPU将一个值写回主存，并使其他CPU的缓存失效。
volatile关键字
Java的volatile关键字提供了一种简单的方法来保证变量的可见性。当一个变量被volatile修饰时，所有的线程都能够立即读取到这个变量的最新值。
3. volatile的使用规则
java单例模式双重锁
volatile的特性
•线程对volatile变量的读取总是能够获取到最新的值；
•线程对volatile变量的写入总是能够立即写回主存。
volatile不能保证原子性
虽然volatile保证了线程之间对变量的可见性，但它并不能保证复合操作的原子性。例如，对一个volatile变量的自增操作实际上包括了读取、增加和写回三个步骤，而这三个步骤并不是原子的。
使用volatile的场景
•标志位：如果一个变量用于控制多个线程的状态，可以将其声明为volatile，以保证所有线程能够看到这个变量的最新状态；
•双重检查锁定（Double-checked locking）：在单例模式中使用双重检查锁定时，需要使用volatile修饰单例变量，以保证线程安全。
4. volatile与synchronized比较
对比
•volatile只能保证变量的可见性，不能保证原子性；
•synchronized既能保证变量的可见性，也能保证原子性。
使用场景
•当任务或操作是一个“读者”线程和多个“写者”线程时，可使用volatile；
•当任务或操作是多个“写者”线程时，可使用synchronized。
5. 总结
本文从线程间可见性问题引出了Java中的volatile关键字，并解释了它的特性和使用规则。我们了解到volatile能够解决线程间可见性问题，但不能保证复合操作的原子性。与synchronized相比，volatile在某些场景下更为适用。
通过合理地选择volatile或synchronized，我们能够更好地处理多线程编程中的可见性和原子性问题，提高程序的效率和安全性。

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。