JAVA并发学习之volatile
来源:互联网 发布:mac照片压缩工具 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 09:53
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关于java并发编程的相关文章都是阅读了《java并发编程实战》之后的读书笔记总结,另外本文还参考和引用了Java 理论与实践: 正确使用 Volatile 变量
在java的锁机制中(例如synchronized),主要包含了两种特性,即原子性(互斥)和可见性。原子性即一次只允许一个线程能够持有某个特定的锁,并访问其代码块。因此原子性可以用于实现对共享数据对协调访问,一次只有一个线程可以访问其共享对象。
volatile保证可见性
java中的volatile关键字可以被认为是一种轻量级的synchronized机制,访问volatile变量的时候并不会执行加锁操作,不会导致线程阻塞,同时它又和锁机制一样,都具备可见性的特性(但是并不具备原子特性)。当把变量生命为volatile类型后,编译器与运行时都会注意到这个变量是共享的,因此不会把这个变量上的操作与其他内存操作一起重排序。volatile变量不会被缓存在寄存器或者其他处理器不可见的地方。因此在读取volatile变量的时候总是会返回最新写入的值。
volatile提供线程安全
volatile变量可以用于提供线程安全,但是必须同时满足以下两个条件:
对变量的写操作不依赖于当前的值
该变量没有包含在具有其他变量的不变式之中
正确使用volatile关键字
在使用volatile关键字的时候,要始终牢记一个原则--只有在状态真正独立于程序内其他内容时才能使用 volatile。
状态标识
volatile变量可以作为一个布尔状态标识,用于指示发生一次重要性时间,例如停止线程等
class Test { static volatile boolean isRunning; private static class TestThread extends Thread { public void run(){ while(!isRunning){ System.out.println("the thread is still running"); } } } public static void main (String[] args){ new TestThread().start(); try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } isRunning=true; } }
在上面的例子中,我们在isRunning这个布尔变量前面加上了volatile进行修饰,以确保在main线程当中对它的修改能够被我们开启的子线程所看到。(如果我们没有添加volatile关键字,有可能子线程会持续运行而看不到isRunning的值的改变)
一次性安全发布
在缺乏同步的情况下,可能会遇到某个对象引用的更新值(由另一个线程写入)和该对象状态的旧值同时存在。通过使用volatile关键字,我们可以实现安全发布对象。
public class BackgroundFloobleLoader { public volatile Flooble theFlooble; public void initInBackground() { theFlooble = new Flooble(); // this is the only write to theFlooble }}public class SomeOtherClass { public void doWork() { while (true) { // use the Flooble, but only if it is ready if (floobleLoader.theFlooble != null) doSomething(floobleLoader.theFlooble); } }}
⚠️上面的安全发布的必要条件是:被发布的对象必须是线程安全的,或者是有效的不可变对象(有效不可变意味着对象的状态在发布之后永远不会被修改)。volatile 类型的引用可以确保对象的发布形式的可见性,但是如果对象的状态在发布后将发生更改,那么就需要额外的同步。
独立观察
定期发布观察结果供程序内部使用。如下面的例子所示:
public class UserManager { public volatile String lastUser; public boolean authenticate(String user, String password){ boolean valid = passwordIsValid(user, password); if (valid){ User u = new User(); activeUsers.add(u); lastUser = user; } return valid; }}
⚠️上面这种用例要求被发布的值是有效不可变的 —— 即值的状态在发布后不会更改
开销较低的读-写锁策略
如果对于某个变量的值的读操作远远超过写操作,我们可以通过将内置锁(帮助我们实现操作的原子性)和volatile关键字相结合,实现开销较低的读-写锁。
@ThreadSafepublic class CheesyCounter { // Employs the cheap read-write lock trick // All mutative operations MUST be done with the 'this' lock held @GuardedBy("this"); private volatile int value; public int getValue(){ return value; public synchronized int increment() { return value++; }}
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