java volatile关键字的理解
转载:http://shmilyaw-hotmail-com.iteye.com/blog/1672779
一个多线程的示例引发的问题
在讨论这个关键字之前先看一个多线程的示例代码:
- public class RaceCondition {
- private static boolean done;
- public static void main(final String[] args) throws InterruptedException{
- new Thread(
- new Runnable() {
- public void run() {
- int i = 0;
- while(!done) { i++; }
- System.out.println("Done!");
- }
- }
- ).start();
- System.out.println("OS: " + System.getProperty("os.name"));
- Thread.sleep(2000);
- done = true;
- System.out.println("flag done set to true");
- }
- }
这部分代码主要是设置了一个static变量done。main函数的主线程会打印一些必要的信息之后修改该变量的值。而另外一个派生的线程则一直在读取done的信息,根据信息来判断下一步的行为。总的来说就是一个线程等另一个线程修改的数值结果。
如果运行这一段代码,会是什么结果呢?
下面是在我的具体执行环境下的情况:
- OS: Linux
- flag done set to true
比较有意思的就是代码执行到这里的时候并没有完全退出来,只是一直停在这里。
从代码的字面含义来看,当main函数主线程将done设置为true的时候,派生的线程应该读取到这个值然后跳出循环的啊,为什么没有跳出来呢?
先别急,如果我们换一种方式来执行上面的代码试试,就会发现不一样的结果了:
如果我们输入如下的命令:
- java -d32 RaceCondition
这次执行的结果会是:
- OS: Linux
- flag done set to true
- Done!
这么看来,实在是太诡异了。到底是怎么回事呢?
第一步分析
实际上,首先这个问题就在于我们执行代码的时候所采用的执行方式。java的命令执行模式是和平台相关的。当我们在linux平台用java RaceCondition的时候,java默认采用的是server模式。而后面用java -d32 RaceCondition,就是手动的指示采用client模式来执行。这么说来问题就出在执行模式的差别。
确实,server模式和client模式执行java代码会有一些差别。server模式会jit的时候对代码做一些优化。更进一步来说,我们前面的问题就在于server模式的优化。为什么这么一优化之后结果就不对了呢?我们可以看下面jvm的结构图来做下一步分析。
上面图中,每个java线程都有一套自己独立的栈、指令寄存器、缓存等线程本地存储空间。这样,每次线程执行的时候,一些线程本地的变量或者传入的参数可以在线程内部存储空间处理。而这个问题的关键也在于线程的本地存储空间。在对前面的代码进行优化之后,线程读取到done变量会读取一个副本到本地的存储空间。这样以后每次线程访问这个变量的时候,不会跑到原来定义该变量的内存中来读取,而是直接读取自身的那个副本。这样,我们才会看到第一种方式的执行不会结束。而前面我们在client模式下看到的结果是因为没有这些优化,每次还是从done变量的内存中来读取。
那么,如果要解决上面那个问题,有哪些办法呢?
一种选项,volatile
如果说为了结果这样一个问题,我们可以有好几种选项,比如说将done声明为原子数据类型,或者采用synchronized方式来访问它。我们这里可以考虑一下volatile这种方式。
volatile表示它告诉jit编译器,不要对所修饰的变量进行任何优化。这样,每次每个线程访问修饰的变量时,每次都是访问内存中这个独一无二的变量,不会有其他的本地拷贝。
volatile提供唯一的内存访问地址容易让人产生一些误解。觉得volatile变量看起来可以实现多线程的安全访问。实际未必。
volatile不保证多个线程访问的原子性
比如说我们有多个线程要访问一个网站的计数器,假设该变量为count。那么每个对该变量进行一次递增的代码是count++;粗粗看来用volatile应该可以满足了。实际上会有问题。
我们对count递增的操作实际的执行细节里是细分成了三个步骤。1.读取count,2.递增count 3.将修改后的数值写会内存。 问题就在于,当有多个线程访问的时候,会出现竞争条件,可能导致数据错误。
volatile也不能保证线程的互斥访问
和synchronized的关键字不一样,volatile对于访问变量没有严格限制。所以可以同时有多个线程进行读写操作。这样就不能保证线程安全的。
性能方面
既然volatile修饰的变量就是放在内存中,所以每次每个线程访问的时候都要来访问内存。这样和直接访问寄存器或者缓存比起来要慢不少。如果有大量的线程要访问某些变量,都要去访问内存的话。会带来性能方面的影响。在实际的计算机体系结构中,对于volatile变量的读取性能已经和非volatile变量的读取非常接近,几乎可以忽略了。只有对volatile的写操作会相对慢一些。
volatile一些应用的场景
看了前面的分析,让人觉得有点沮丧。似乎这东西没什么用。从前面对性能的分析,我们可以看到一个应用。那就是如果只有一个线程进行数据的写,大部分的线程只是都数据的话,volatile是一个不错的选项。包括前面的那个简单的示例,如果只是一个普通变量的访问,没有特殊要求,用volatile是一种很简便的解决方法。
和用synchronized等线程同步机制来限制代码,volatile可以用一种很简单的方式来满足一些多线程访问需求。
对于volatile更多详细的应用可以参考这篇文章.
应用场景推荐:
变量的值不依赖于以前的值:比如I++这种操作
作为状态标志:比如boolean类型的变量
在ReentrantLock中的使用volatile变量在表示状态
总结
Volatile变量是一种可以在某种情况下简化多线程编程的手法。它限制了多线程访问的jit优化,在某些对性能要求比较高的情况下需要慎重考虑。
java volatile关键字的理解的更多相关文章
- Java Volatile关键字(转)
出处: Java Volatile关键字 Java的volatile关键字用于标记一个变量“应当存储在主存”.更确切地说,每次读取volatile变量,都应该从主存读取,而不是从CPU缓存读取.每次 ...
- Java volatile 关键字底层实现原理解析
本文转载自Java volatile 关键字底层实现原理解析 导语 在Java多线程并发编程中,volatile关键词扮演着重要角色,它是轻量级的synchronized,在多处理器开发中保证了共享变 ...
- [Java并发编程(三)] Java volatile 关键字介绍
[Java并发编程(三)] Java volatile 关键字介绍 摘要 Java volatile 关键字是用来标记 Java 变量,并表示变量 "存储于主内存中" .更准确的说 ...
- 13、Java并发性和多线程-Java Volatile关键字
以下内容转自http://tutorials.jenkov.com/java-concurrency/volatile.html(使用谷歌翻译): Java volatile关键字用于将Java变量标 ...
- Java volatile关键字详解
Java volatile关键字详解 volatile是java中的一个关键字,用于修饰变量.被此关键修饰的变量可以禁止对此变量操作的指令进行重排,还有保持内存的可见性. 简言之它的作用就是: 禁止指 ...
- java中volatile关键字的理解
一.基本概念 Java 内存模型中的可见性.原子性和有序性.可见性: 可见性是一种复杂的属性,因为可见性中的错误总是会违背我们的直觉.通常,我们无法确保执行读操作的线程能适时地看到其他线程写入的值,有 ...
- Java Volatile关键字
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 ...
- 从根源上解析 Java volatile 关键字的实现
1.解析概览 内存模型的相关概念 并发编程中的三个概念 Java内存模型 深入剖析Volatile关键字 使用volatile关键字的场景 2.内存模型的相关概念 缓存一致性问题.通常称这种被多个线程 ...
- java volatile关键字解析
volatile是什么 volatile在java语言中是一个关键字,用于修饰变量.被volatile修饰的变量后,表示这个变量在不同线程中是共享,编译器与运行时都会注意到这个变量是共享的,因此不会对 ...
随机推荐
- jasmine note
jasmine 简介 jasmine 是一个测试驱动开发(TDD)测试框架, 一个js测试框架,它不依赖于浏览器.dom或其他js框架 jasmine有十分简洁的语法 使用 从 这里 下载 stant ...
- C#中隐式操作CMD命令行窗口
原文:C#中隐式操作CMD命令行窗口 MS的CMD命令行是一种重要的操作界面,一些在C#中不那么方便完成的功能,在CMD中几个简单的命令或许就可以轻松搞定,如果能在C#中能完成CMD窗口的功能,那一定 ...
- 打印NxN的矩阵
找出规律,并打印出一个NxN的矩阵,规律就是从首坐标开始顺时针依次增大: #include<iostream> #include<vector> using namespace ...
- swift学习第五章-字典的使用
//以下是关于字典的 //字典的格式[key:value] //字典能够存放基本类型和对象类型的 //声明一个字典 var dictionary1=["key1":"鸭鸭 ...
- 搭建一个Oracle到Oracle的Goldengate双向复制环境
目标:搭建一个Oracle到Oracle的Goldengate双向复制环境(支持DDL+DML). 环境: OS:Red Hat Enterprise Linux Server release 5.5 ...
- HDU 1051 Wooden Sticks (贪心)
Wooden Sticks Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others) Memory Limit: 65536/32768 K (Java/Others) To ...
- BootStrap 智能表单系列 四 表单布局介绍
表单的布局分为自动布局和自定义布局两种: 自动布局就是根据配置项中第二级配置项中数组的长度来自动使用不同的bootstrap栅格,通过设置autoLayout为true可以实现自动布局 自动以布局就是 ...
- raphael入门到精通---入门篇之总览
什么是Raphael raphael.js是一小巧的javascript库,它可以在web上画矢量图简化你的工作,如果你想创建你指定的图表,图形区域或者可移动的组件,那么就使用raphael吧 话不多 ...
- spring jar包冲突
在用Spring+Hibernate做项目时候遇到java.lang.NoSuchMethodError: org.objectweb.asm.ClassVisitor.visit 网上查得答案 环境 ...
- Visual format language
所谓的VFL语言其实就是Visual format language 的缩写,是一种使用代码添加约束的方式,类似于Masonry SDAutolayout的效果,但是操作起来可能要相对简单.一行代码 ...