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volatile 的那点小事儿

程序员文章站 2022-05-07 08:17:37
...

先简单回忆下基础知识,Java 中内存模型的三大特性:原子、有序、可见:

  1. 原子性:即一个操作要么成功,要么失败,没有第三种状态
  2. 有序性:编译器和处理器在执行代码的时候,会将没有强依赖的多个指令进行重新排序,来提高执行效率,比如耗时长的放前面,趁机做些别的小操作等等
  3. 可见性:线程从内存中访问变量,是先将变量从主内存拷贝到线程的工作内存中(高速缓存或者寄存器),再进行操作。那么在多线程场景下,就有可能出现线程A刚拷贝了个变量,线程B就将主内存的变量更新了,而此时线程A的变量就不是最新的了,这就是不可见

volatile 关键字保证了并发环境下的有序(内存屏障禁止重排)和可见(MESI 协议缓存行失效),但并没有保证原子性。

所以在进行并发计算的时候,不能只使用 volatile,要结合 synchronized 或者使用原子类。

下面看两个栗子:

/**
 * @Author Joy
 * @Date 2021/8/28
 * @Desc volatile 无法保证并发计算安全,解决方法:increse 加上 synchronized 修饰
 */
public class VolatileTest_Unsafe {
    private static volatile int vol = 0;

    public static void increse() {
        vol++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                    increse();
                }
            }).start();
        }
        while (Thread.activeCount() > 2) {
            Thread.yield();
        }
        System.out.println(vol);
    }
}

上面程序的答案并不是100,000,对increse加上synchronized修饰,或者使用原子类都可以解决这个问题:

/**
 * @Author Joy
 * @Date 2021/8/28
 * @Desc 原子类保证线程安全
 */
public class AtomicIntegerTest_Safe {
    private static AtomicInteger atomic = new AtomicInteger(0);

    public static void increse() {
        atomic.getAndIncrement();
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                    increse();
                }
            }).start();
        }
        while (Thread.activeCount() > 2) {
            Thread.yield();
        }
        System.out.println(atomic);
    } 
}

解释下 while (Thread.activeCount() > 2)这行,它的作用是等待主线程外的线程都结束,但是在IDEA中运行的话,如果是 RUN 需要改成2,如果是 DEBUG 就是1。

因为最后除了 main 线程,在 IDEA 里还会存在一个Monitor Ctrl-Break 的线程,它使用了 socket 来监控 IDEA 的命令。

感兴趣的可以看下:https://blog.lzys.cc/p/2124223.html