一个具体的例子学习Java volatile关键字

简介: 一个具体的例子学习Java volatile关键字

相信大多数Java程序员都学习过volatile这个关键字的用法。百度百科上对volatile的定义:


volatile是一个类型修饰符(type specifier),被设计用来修饰被不同线程访问和修改的变量。volatile的作用是作为指令关键字,确保本条指令不会因编译器的优化而省略,且要求每次直接读值。


可能有很多刚学Java的朋友们看了上面这段非常笼统的描述后仍然觉得云里雾里的。


下面我们就用一个具体的例子来学习volatile的用法。


看这个例子:

public class ThreadVerify {
    public static Boolean stop = false;
    public static void main(String args[]) throws InterruptedException {
        Thread testThread = new Thread(){
            @Override
            public void run(){
                int i = 1;
                while(!stop){
                    //System.out.println("in thread: " + Thread.currentThread() + " i: " + i);
                    i++;
                }
                System.out.println("Thread stop i="+ i);
            }
        }
        ;
        testThread.start();
        Thread.sleep(1000);
        stop = true;
        System.out.println("now, in main thread stop is: " + stop);
        testThread.join();
    }
}

这段代码在主线程的第二行定义了一个布尔变量stop, 然后主线程启动一个新线程,在线程里不停得增加计数器i的值,直到主线程的布尔变量stop被主线程置为true才结束循环。


主线程用Thread.sleep停顿1秒后将布尔值stop置为true。




因此,我们期望的结果是,上述Java代码执行1秒钟后停止,并且打印出1秒钟内计数器i的实际值。


然而,执行这个Java应用后,你发现它进入了死循环,在任务管理器里发现这个Java程序CPU占用率飙升。


原因是什么呢?让我们温习下计算机专业课操作系统中讲过的内存模型的知识。


以Java内存模型为例,Java内存模型分为主内存(main memory)和工作内存(work memory)。主内存内的变量由所有线程共享,每个线程拥有自己的工作内存,里面的变量包含了线程局部变量。主内存中的变量如果被线程使用到,则线程的工作内存会维护一份主内存变量的副本拷贝。




线程对变量的所有读写操作必须在工作内存中进行,不能直接操作主内存中的变量。不同线程之间也无法直接访问对方的工作内存。线程间变量的传递需通过主内存来完成。线程、主内存、工作内存三者之间的交互关系如下图:




如果线程在自己的执行代码里修改了定义在主线程(主内存)中的变量,修改直接发生在线程的工作内存里,然后在某个时刻(Java程序员无法控制这个时刻,而是由JVM调度的),这个修改从工作内存写回到主内存。


回到我们的例子。尽管主线程修改了stop变量,但是仅仅修改了主内存中的值,而操作计数器的线程的工作内存里的stop变量还是旧的值,始终为false。因此这个线程陷入了死循环。




知道了原理,解决方案就很简单了。在stop变量前加上关键字volatile进行修饰,这样在计数器线程里每次读取stop的值时,volatile会强制该线程从主内存读取,而不是从当前线程的工作内存读取。这样就避免了死循环。下图显示1秒钟之后,计数器执行了14亿次。


相关文章
|
5天前
|
算法 Java 大数据
Java从入门到精通学习报告
Java从入门到精通学习报告
11 1
|
5天前
|
消息中间件 监控 安全
【JAVAEE学习】探究Java中多线程的使用和重点及考点
【JAVAEE学习】探究Java中多线程的使用和重点及考点
|
6天前
|
Java
【专栏】如何在 Java 8 中使用 Streams?结合多种案例剖析学习!
【4月更文挑战第28天】Java 8 的 Streams 提供了一种处理数据集合的新方式,增强了代码的可读性和可维护性。本文介绍了 Streams 的基本概念,如从数据源创建 Stream,以及中间和终端操作。通过过滤、映射、归并、排序、分组等案例,展示了 Streams 的使用,包括并行 Streams 提高效率。学习 Streams 可以提升代码质量和效率,文章鼓励读者在实际开发中探索更多 Streams 功能。
|
6天前
|
存储 监控 Java
Java 零基础入门学习(小白也能看懂!)四
Java 零基础入门学习(小白也能看懂!)四
|
6天前
|
存储 安全 Java
Java 零基础入门学习(小白也能看懂!)三
Java 零基础入门学习(小白也能看懂!)三
|
6天前
|
存储 机器学习/深度学习 Java
Java 零基础入门学习(小白也能看懂!)二
Java 零基础入门学习(小白也能看懂!)二
|
6天前
|
Java 编译器 程序员
Java 零基础入门学习(小白也能看懂!)一
Java 零基础入门学习(小白也能看懂!)一
|
6天前
|
Java
Java学习——类与对象(二)
Java学习——类与对象(二)
|
6天前
|
Java C++
Java学习——类与对象(一)
Java学习——类与对象(一)
|
10天前
|
负载均衡 Java 数据库连接
Java从入门到精通:4.2.2学习新技术与框架——不断扩展自己的知识面,跟上技术的发展趋势
Java从入门到精通:4.2.2学习新技术与框架——不断扩展自己的知识面,跟上技术的发展趋势