在java線程并發(fā)處理中铺罢,有一個關鍵字volatile的使用目前存在很大的混淆艇挨,以為使用這個關鍵字,在進行多線程并發(fā)處理的時候就可以萬事大吉韭赘。
Java語言是支持多線程的缩滨,為了解決線程并發(fā)的問題,在語言內部引入了 同步塊 和 volatile 關鍵字機制泉瞻。
synchronized
同步塊大家都比較熟悉脉漏,通過 synchronized 關鍵字來實現(xiàn),所有加上synchronized 和 塊語句袖牙,在多線程訪問的時候侧巨,同一時刻只能有一個線程能夠用
synchronized 修飾的方法 或者 代碼塊。
volatile
用volatile修飾的變量鞭达,線程在每次使用變量的時候司忱,都會讀取變量修改后的最的值。volatile很容易被誤用畴蹭,用來進行原子性操作坦仍。
下面看一個例子,我們實現(xiàn)一個計數(shù)器叨襟,每次線程啟動的時候蹂窖,會調用計數(shù)器inc方法际插,對計數(shù)器進行加一
執(zhí)行環(huán)境——jdk版本:jdk1.6.0_31 ,內存 :3G? cpu:x86 2.4G
public class Counter {
? ? public static int count = 0;
? ? public static void inc() {
? ? ? ? //這里延遲1毫秒,使得結果明顯
? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? Thread.sleep(1);
? ? ? ? } catch (InterruptedException e) {
? ? ? ? }
? ? ? ? count++;
? ? }
? ? public static void main(String[] args) {
? ? ? ? //同時啟動1000個線程导梆,去進行i++計算纱兑,看看實際結果
? ? ? ? for (int i = 0; i < 1000; i++) {
? ? ? ? ? ? new Thread(new Runnable() {
? ? ? ? ? ? ? ? @Override
? ? ? ? ? ? ? ? public void run() {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Counter.inc();
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? }).start();
? ? ? ? }
? ? ? ? //這里每次運行的值都有可能不同,可能為1000
? ? ? ? System.out.println("運行結果:Counter.count=" + Counter.count);
? ? }
}
運行結果:Counter.count=995
實際運算結果每次可能都不一樣弹囚,本機的結果為:運行結果:Counter.count=995抬驴,可以看出,在多線程的環(huán)境下傀履,Counter.count并沒有期望結果是1000
很多人以為虱朵,這個是多線程并發(fā)問題莉炉,只需要在變量count之前加上volatile就可以避免這個問題,那我們在修改代碼看看碴犬,看看結果是不是符合我們的期望
public class Counter {
? ? public volatile static int count = 0;
? ? public static void inc() {
? ? ? ? //這里延遲1毫秒絮宁,使得結果明顯
? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? Thread.sleep(1);
? ? ? ? } catch (InterruptedException e) {
? ? ? ? }
? ? ? ? count++;
? ? }
? ? public static void main(String[] args) {
? ? ? ? //同時啟動1000個線程,去進行i++計算服协,看看實際結果
? ? ? ? for (int i = 0; i < 1000; i++) {
? ? ? ? ? ? new Thread(new Runnable() {
? ? ? ? ? ? ? ? @Override
? ? ? ? ? ? ? ? public void run() {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Counter.inc();
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? }).start();
? ? ? ? }
? ? ? ? //這里每次運行的值都有可能不同,可能為1000
? ? ? ? System.out.println("運行結果:Counter.count=" + Counter.count);
? ? }
}
運行結果:Counter.count=992
運行結果還是沒有我們期望的1000绍昂,下面我們分析一下原因
在 java 垃圾回收整理一文中,描述了jvm運行時刻內存的分配偿荷。其中有一個內存區(qū)域是jvm虛擬機棧窘游,每一個線程運行時都有一個線程棧,
線程棧保存了線程運行時候變量值信息跳纳。當線程訪問某一個對象時候值的時候忍饰,首先通過對象的引用找到對應在堆內存的變量的值,然后把堆內存
變量的具體值load到線程本地內存中寺庄,建立一個變量副本艾蓝,之后線程就不再和對象在堆內存變量值有任何關系,而是直接修改副本變量的值斗塘,
在修改完之后的某一個時刻(線程退出之前)赢织,自動把線程變量副本的值回寫到對象在堆中變量。這樣在堆中的對象的值就產(chǎn)生變化了逛拱。
read and load 從主存復制變量到當前工作內存
use and assign? 執(zhí)行代碼敌厘,改變共享變量值
store and write 用工作內存數(shù)據(jù)刷新主存相關內容
其中use and assign 可以多次出現(xiàn)
但是這一些操作并不是原子性台猴,也就是 在read load之后朽合,如果主內存count變量發(fā)生修改之后,線程工作內存中的值由于已經(jīng)加載饱狂,不會產(chǎn)生對應的變化曹步,所以計算出來的結果會和預期不一樣
對于volatile修飾的變量,jvm虛擬機只是保證從主內存加載到線程工作內存的值是最新的
例如假如線程1休讳,線程2 在進行read,load 操作中讲婚,發(fā)現(xiàn)主內存中count的值都是5,那么都會加載這個最新的值
在線程1堆count進行修改之后俊柔,會write到主內存中筹麸,主內存中的count變量就會變?yōu)?
線程2由于已經(jīng)進行read,load操作,在進行運算之后雏婶,也會更新主內存count的變量值為6
導致兩個線程及時用volatile關鍵字修改之后物赶,還是會存在并發(fā)的情況。