Java中volatile关键字的效果

来源：互联网发布：最好家庭网络理财投资编辑：程序博客网时间：2024/05/29 19:07

使用volatile和不使用volatile的区别在于JVM内存主存和线程工作内存的同步之上。volatile保证变量在线程工作内存和主存之间一致。以下是示例程序，成员变量boolValue用volatile修饰会导致程序很快退出：

Java代码
package linyumin.test.thread;
/**
*
* @author llade
*
*/
public   class VolatileObjectTest {

    /**
     * 成员变量boolValue使用volatile和不使用volatile会有明显区别的。
     * 本程序需要多试几次，就能知道两者之间的区别的。
     * @param args
     */
    public   static   void main(String[] args) {
        final VolatileObjectTest volObj= new VolatileObjectTest();
        Thread t1=new Thread(){
            public   void run(){
                System.out.println("t1 start" );
                for (;;){
                        volObj.waitToExit();
                }
            }
        };
        t1.start();
        Thread t2=new Thread(){
            public   void run(){
                System.out.println("t2 start" );
                for (;;){
                    volObj.swap();
                }
            }
        };
        t2.start();
    }

    boolean boolValue; //加上volatile 修饰的是时候，程序会很快退出，因为volatile 保证各个线程工作内存的变量值和主存一致。所以boolValue == !boolValue就成为了可能。

    public   void waitToExit() {
        if (boolValue == !boolValue)System.exit( 0 ); //非原子操作，理论上应该很快会被打断。实际不是，因为此时的boolValue在线程自己内部的工作内存的拷贝，因为它不会强制和主存区域同步，线程2修改了boolValue很少有机会传递到线程一的工作内存中。所以照成了假的“原子现象”。
    }

    public   void swap() { //不断反复修改boolValue，以期打断线程t1.
        boolValue = !boolValue;
    }

}

首先每个线程都有自己一个工作内存区，多个线程共享一个主内存区。线程中的本地变量存在自己的内存区中，如for（int i=0；i <100;i++）{this.i=i;}，其中i就存在线程工作内存中，即每个线程都有一个，不用也不能加volatile关键字,this.i就是共享变量。而共享的变量就存在主内存区里，但Java线程为了提高效率，会把共享变量拷贝到自己的工作区中，这就产生了变量一致性的问题。
java提供的一种方法是互斥访问，互斥访问会在加锁和解锁中维持变量的一致性，另一种就是volatile关键字。

java language specification中的一个例子，有类如下：
class Test {
static int i = 0, j = 0;
static void one() { i++; j++; }
static void two() {
System.out.println( "i= " + i + " j= " + j);
}
}
有两个线程，一个不停调用 one()，一个不停调用 two()，则有可能出现这种情况，打印出来的j比i还大。因为这时线程对共享变量的更新是无序的。
1.使用同步方法：
class Test {
static int i = 0, j = 0;
static synchronized void one() { i++; j++; }
static synchronized void two() {
System.out.println( "i= " + i + " j= " + j);
}
}
这就不用我介绍了，i和j始终一样大。
2.使用volatile
class Test {
static volatile int i = 0, j = 0;
static void one() { i++; j++; }
static void two() {
System.out.println( "i= " + i + " j= " + j);
}
}
这样能允许one()和two()并发执行，同时使one()如字面一样执行。这一般能使打印出来的j不会大于i，在更新j之前会先更新i。但有可能打印出来的j比i大很多，因为one()可能在two获取i和j之间执行了很多次。

说明一下：
java language specification中的例子不好，有点晦涩，但我认为volatile的作用就是保证任何时候主内存的i都大于等于j。two()中出现j比i大很多，只是因为它访问的是不同时刻的主内存。
还有一点，就是volatile能防止编译器对变量进行优化，每次共享变量都到主内存。如果线程不到主内存中读，变量的值就会不正确。
强制线程到主存中读，应该也包含上面wulemale所说的，变量被程序外部改变的情况。