Java Volatile 详解

Java Volatile 详解

Volatile：是java虚拟机提供的轻量级的同步机制。保证可见性、禁止指令重排序。不保证原子性！！！

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学习Volatile之前必须了解JAVA内存模型。

Java内存模型(Java Memory Model，JMM)本身是一种抽象的概念并不真实存在，它描述的是一组规则或规范，通过这组规范定义了程序中各个变量（包括实例字段，表态字段和构成数组对象的元素）的访问方式。

JMM关于同步的规定：

1. 线程解锁前，必须把共享变量的值刷新回主内存
2. 线程加锁前，必须读取主内存的最新值到自己的工作内存
3. 加锁解锁是同一把锁

由于JVM运行程序的实体是线程，而每个线程创建一个工作内存（有些地方称为栈空间），工作内存是每个线程的私有数据区域，而Java内存模型中规定所有变量都存储在主内存，主内存是共享区域，所有线程都可以访问，但是线程对变量的操作（读取赋值等）必须在工作内存中进行，首先要将变量从主内存拷贝到自己工作内存空间，然后对变量进行操作，操作完成后再将变量写回到主内存，不能直接操作主内存中的变量，各个线程中的工作内存存储着主内存中的变量副本，因此不同的线程间无法访问对方的工作内存，线程间的通信（传值）必须通过主内存来完成，如下图：

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Volatile可见性

• 当变量没有被Volatile修饰时：

class DataNum{
    int num=0;
    public void addNum (){
        num=60;
    }
}

public class AnnotationTest {

    public static void main(String[] args) {
        seeByVolatile();
    }

    public static void seeByVolatile(){
        DataNum dataNum=new DataNum();
        new Thread(()->{
            System.out.println("线程开始");
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            dataNum.num=60;
            System.out.println("线程修改结束"+dataNum.num);
        }).start();

        while (dataNum.num==0){
        	//如果在里面使用dataNum.num那么有没有volatile都一样，因为使用前它要去主内存同步值。循环判断条件只会同步一次，所以没有volatile它不会及时同步
            //System.out.println("这是主线程："+dataNum.num);
        }

        System.out.println("程序已经结束");
    }
}

运行结果：因为没有volatile修饰所以循环一直无法退出，出现死循环。

• 当变量被Volatile修饰时：

class DataNum{
    volatile int num=0;
    public void addNum (){
        num=60;
    }
}

其它代码不变！！！
运行结果：程序运行三秒后结束。

Volatile不保证原子性

class DataNum{
    volatile int num=0;
    public void addPlus(){
        num++;
    }
}

public class AnnotationTest {

    public static void main(String[] args) {

        DataNum dataNum=new DataNum();

        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            new Thread(()->{
                for (int j = 0; j <1000 ; j++) {
                    dataNum.addPlus();
                }
            }).start();
        }

		//当所有线程结束进可以直接输出，Thread.activeCount()除了Main线程外还会有一个Monitor Ctrl-Break守护线程，所以是2
        while (Thread.activeCount()>2){
            Thread.yield();
        }
        System.out.println("finally number value:"+dataNum.num);

    }
}

运行结果：每次都不会到20000。