深入解析Java中volatile关键字的作用

2019-11-26 15:59:03

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供稿：网友

在java线程并发处理中，有一个关键字volatile的使用目前存在很大的混淆，以为使用这个关键字，在进行多线程并发处理的时候就可以万事大吉。

Java语言是支持多线程的，为了解决线程并发的问题，在语言内部引入了同步块和 volatile 关键字机制。

synchronized
同步块大家都比较熟悉，通过 synchronized 关键字来实现，所有加上synchronized 和块语句，在多线程访问的时候，同一时刻只能有一个线程能够用synchronized 修饰的方法或者代码块。

volatile
用volatile修饰的变量，线程在每次使用变量的时候，都会读取变量修改后的最的值。volatile很容易被误用，用来进行原子性操作。

下面看一个例子，我们实现一个计数器，每次线程启动的时候，会调用计数器inc方法，对计数器进行加一

执行环境――jdk版本：jdk1.6.0_31 ，内存：3G cpu：x86 2.4G

复制代码代码如下:

public class Counter { 

    public static int count = 0; 

    public static void inc() { 

        //这里延迟1毫秒，使得结果明显 
        try { 
            Thread.sleep(1); 
        } catch (InterruptedException e) { 
        } 

        count++; 
    } 

    public static void main(String[] args) { 

        //同时启动1000个线程，去进行i++计算，看看实际结果 

        for (int i = 0; i < 1000; i++) { 
            new Thread(new Runnable() { 
                @Override
                public void run() { 
                    Counter.inc(); 
                } 
            }).start(); 
        } 

        //这里每次运行的值都有可能不同,可能为1000 
        System.out.println("运行结果:Counter.count=" + Counter.count); 
    } 
}

运行结果:Counter.count=995
实际运算结果每次可能都不一样，本机的结果为：运行结果:Counter.count=995，可以看出，在多线程的环境下，Counter.count并没有期望结果是1000

很多人以为，这个是多线程并发问题，只需要在变量count之前加上volatile就可以避免这个问题，那我们在修改代码看看，看看结果是不是符合我们的期望

复制代码代码如下:

public class Counter { 

    public volatile static int count = 0; 

    public static void inc() { 

        //这里延迟1毫秒，使得结果明显 
        try { 
            Thread.sleep(1); 
        } catch (InterruptedException e) { 
        } 

        count++; 
    } 

    public static void main(String[] args) { 

        //同时启动1000个线程，去进行i++计算，看看实际结果 

        for (int i = 0; i < 1000; i++) { 
            new Thread(new Runnable() { 
                @Override
                public void run() { 
                    Counter.inc(); 
                } 
            }).start(); 
        } 

        //这里每次运行的值都有可能不同,可能为1000 
        System.out.println("运行结果:Counter.count=" + Counter.count); 
    } 
}

运行结果:Counter.count=992

运行结果还是没有我们期望的1000，下面我们分析一下原因

在 java 垃圾回收整理一文中，描述了jvm运行时刻内存的分配。其中有一个内存区域是jvm虚拟机栈，每一个线程运行时都有一个线程栈，线程栈保存了线程运行时候变量值信息。当线程访问某一个对象时候值的时候，首先通过对象的引用找到对应在堆内存的变量的值，然后把堆内存变量的具体值load到线程本地内存中，建立一个变量副本，之后线程就不再和对象在堆内存变量值有任何关系，而是直接修改副本变量的值，在修改完之后的某一个时刻（线程退出之前），自动把线程变量副本的值回写到对象在堆中变量。这样在堆中的对象的值就产生变化了。下面一幅图

描述这写交互

java volatile1