java中volatile关键字的含义

原文：http://www.cnblogs.com/aigongsi/archive/2012/04/01/2429166.html

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

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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);

    }

}

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运行结果:Counter.count=995

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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

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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

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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

 

 

 

read and load 从主存复制变量到当前工作内存
use and assign  执行代码，改变共享变量值 
store and write 用工作内存数据刷新主存相关内容

其中use and assign 可以多次出现

但是这一些操作并不是原子性，也就是 在read load之后，如果主内存count变量发生修改之后，线程工作内存中的值由于已经加载，不会产生对应的变化，所以计算出来的结果会和预期不一样

对于volatile修饰的变量，jvm虚拟机只是保证从主内存加载到线程工作内存的值是最新的

例如假如线程1，线程2 在进行read,load 操作中，发现主内存中count的值都是5，那么都会加载这个最新的值

在线程1堆count进行修改之后，会write到主内存中，主内存中的count变量就会变为6

线程2由于已经进行read,load操作，在进行运算之后，也会更新主内存count的变量值为6

导致两个线程及时用volatile关键字修改之后，还是会存在并发的情况。

原文：http://blog.csdn.net/feier7501/article/details/20001083

 

java之用volatile和不用volatile的区别

在当前的Java内存模型下，线程可以把变量保存在本地内存（比如机器的寄存器）中，而不是直接在主存中进行读写。这就可能造成一个线程在主存中修改了一个变量的值，而另外一个线程还继续使用它在寄存器中的变量值的拷贝，造成数据的不一致。 

要解决这个问题，只需要像在本程序中的这样，把该变量声明为volatile（不稳定的）即可，这就指示JVM，这个变量是不稳定的，每次使用它都到主存中进行读取。一般说来，多任务环境下各任务间共享的标志都应该加volatile修饰。 

Volatile修饰的成员变量在每次被线程访问时，都强迫从共享内存中重读该成员变量的值。而且，当成员变量发生变化时，强迫线程将变化值回写到共享内存。这样在任何时刻，两个不同的线程总是看到某个成员变量的同一个值。 

用volatile和不用volatile的区别，运行一下，就知道了。

不用volatile：

[java] view plain copy

 

1. package com.keyword;  
2.   
3. public class TestWithoutVolatile {  
4.     private static boolean bChanged;  
5.   
6.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
7.         new Thread() {  
8.   
9.             @Override  
10.             public void run() {  
11.                 for (;;) {  
12.                     if (bChanged == !bChanged) {  
13.                         System.out.println("!=");  
14.                         System.exit(0);  
15.                     }  
16.                 }  
17.             }  
18.         }.start();  
19.         Thread.sleep(1);  
20.         new Thread() {  
21.   
22.             @Override  
23.             public void run() {  
24.                 for (;;) {  
25.                     bChanged = !bChanged;  
26.                 }  
27.             }  
28.         }.start();  
29.     }  
30.   
31. }  

运行后，程序进入死循环了，一直在运行。

用volatile：

[java] view plain copy

 

1. package com.keyword;  
2.   
3. public class TestWithVolatile {  
4.     private static volatile boolean bChanged;  
5.   
6.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
7.         new Thread() {  
8.   
9.             @Override  
10.             public void run() {  
11.                 for (;;) {  
12.                     if (bChanged == !bChanged) {  
13.                         System.out.println("!=");  
14.                         System.exit(0);  
15.                     }  
16.                 }  
17.             }  
18.         }.start();  
19.         Thread.sleep(1);  
20.         new Thread() {  
21.   
22.             @Override  
23.             public void run() {  
24.                 for (;;) {  
25.                     bChanged = !bChanged;  
26.                 }  
27.             }  
28.         }.start();  
29.     }  
30.   
31. }  

程序输出!=，然后马上退出。

但是，很多情况下，用不用volatile，感觉不出什么区别，什么时候要用volatile呢？看看JDK里使用volatile的类。

比如java.util.regex.Pattern里的变量：

[java] view plain copy

 

1. private transient volatile boolean compiled = false;  

还有，java.lang.System的变量：

[java] view plain copy

 

1. private static volatile Console cons = null;  

一般就是初始化的时候，需要用到volatile。

java.util.Scanner里的变量，如：

[java] view plain copy

 

1. private static volatile Pattern boolPattern;  
2. private static volatile Pattern separatorPattern;  
3. private static volatile Pattern linePattern;  

初始化boolPattern的代码：

[java] view plain copy

 

1. private static Pattern boolPattern() {  
2.         Pattern bp = boolPattern;  
3.         if (bp == null)  
4.             boolPattern = bp = Pattern.compile(BOOLEAN_PATTERN,  
5.                                           Pattern.CASE_INSENSITIVE);  
6.         return bp;  
7. }  

上面的情况，可以使用synchronized来对boolPattern加锁，但是synchronized开销比volatile大，volatile能够胜任上面的工作。

volatile不保证原子操作，所以，很容易读到脏数据。

使用建议：在两个或者更多的线程访问的成员变量上使用volatile。当要访问的变量已在synchronized代码块中，或者为常量时，不必使用。