1.JUC线程高级-volatile关键字与内存可见性

简介: 1. 多线程操作共享变量引发问题我们通过下面代码来分析下内存可见性问题: package com.pyy.juc; public class TestVolatile { public static...

1. 多线程操作共享变量引发问题

我们通过下面代码来分析下内存可见性问题:

    package com.pyy.juc;
    
    public class TestVolatile {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            // 这个线程为flag 修改值
            ThreadDemo td = new ThreadDemo();
            new Thread(td).start();
    
    
            // 主线程无线循环判断这个flag值
            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;
        }
    }

运行代码,会发现控制台输出:flag=true,但程序(主线程)并没有结束。这里就涉及到多线程的内存可见性问题:

img_102b9f201966ee25812f608b87a68ca9.png

出现上述问题的原因,主要是因为多个线程操作共享数据彼此不可见

解决内存可见性问题可以使用同步锁(synchronized)

        while(true) {
            synchronized(td) {
                if(td.isFlag()) {
                    System.out.println("============");
                    break;
                }
            }
        }

通过同步锁方式(可以保证每次都刷新主存,保证共享数据的同步性),但只要用到锁就会引发线程等待,影响代码效率。

2. volatile关键字

这里就引出了一个新的关键字volatile,它就可以保证多个线程操作共享数据内存中的数据是彼此可见的。底层是通过内存屏障,我们可以理解volatile修饰的变量是在主存中的数据直接操作。

读写变量都在 主存中直接操作,进而保证多线程可见性。而且效率上要比同步锁高的多。

img_15f4a90abe8fe6504f9697a474eca37d.png

其实有说volatile效率底,是因为jvm底层有个指令排序,但使用volatile修饰的变量会有一个禁止指令重排限制

3. 代码重构后

    ...
    // 使用volatile修饰变量
    private volatile boolean flag = false;
    ...

就可以解决多个线程操作共享数据彼此不可见问题

4. volatile和synchronized区别

volatile只是一个相比synchronized来说较为轻量级的同步策略

  1. volatile 不具备互斥性
  2. volatile 不能保证修饰变量的原子性

后面我们在谈论下有关变量原子性和CAS算法问题

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