Java 并发——volatile

JVM内存管理

概述

volatile 是轻量级的 synchronized。volatile 作用于共享变量，具备了“锁”的特性，这是为了确保共享变量能被准确和一致性地更新，这是 volatile 的可见性。同时，它也阉割了 scnchronized 的一写功能，比如：原子性。

内存模型

图如篇首。

首先我们应该明白CPU是执行命令的场所，当需要处理数据时，CPU会从主内存（计算机内存）中取值，这样很慢。后来有了CPU高速缓存（cache），也就是CPU上有一小块存储空间缓存了从主内存中获取的数据，CPU直接读取cache，效率大增。

然后，问题出现了，待处理的数据并非是主内存中的原型，而是一个副本，在多线程场景下，这个副本的处理结果很有可能会失控。这个问题也就是缓存一致性问题，即cache和主内存数据同步问题。目前我知道解决缓存一致性问题有两种方案：

通过在总线加LOCK锁

通过缓存一致性协议

第一种是通过独占CPU方式实现，同一时间只有一个CPU在运行，效率低下。

第二种允许多核处理，并且让共享副本在线程之间具有可见性。

可见性

通过 volatile 实现了缓存一致性，其工作原理如下：

当某个CPU在写数据时，如果发现操作的变量是共享变量，则会通知其他CPU告知该变量的缓存行是无效的，因此其他CPU在读取该变量时，发现其无效会重新从主存中加载数据。

　　volatile 的可见性只针对当CPU从主内存中加载共享变量的时候。但是当线程A、B同时加载了共享变量i，后者说线程A先加载了i，在A将i写入之前，B加载了i，B加载的i仍然是主内存中i的初始值。

非原子性

线程内存与主内存的交互过程如下：

主要有以下5项操作：

read：从主内存中读取变量

load：复制变量到线程本地内存作为副本

use：运算副本

assign：给副本赋值

store：副本写入线程本地内存 直播系统开发找上海捌跃网络科技有限公司 17621291122

write：线程内存中的共享副本刷新主内存中的共享变量

上一章节——“可见性”中已经声明 volatile 的可见性只针对当CPU从主内存中加载共享变量的时候，即load之前，一旦load，无论主内存中的共享变量发生了什么，副本的值不会被主内存同步。也就是说，volatile不具有原子性。

　　网友解答：

volatile的非原子性：线程工作内容中的值从主内存中直接加载，一旦加载完成，就不会再产生对应的变化。JVM保证的是从主内存中加载到线程工作内存中的值是最新的，但是无法保证原子性。 volatile解决的是变量读时的可见性问题，无法保证原子性。

package com.zhoupq.multiThread.Volatile;

public class VolatileDemo implements Runnable

{

static volatile int i = 1;br/>@Override

public void run()

{

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + i + ", "

(++i));

}

public static void main(String[] args)

{

Thread t1 = new Thread(new VolatileDemo(), "A");

Thread t2 = new Thread(new VolatileDemo(), "B");

Thread t3 = new Thread(new VolatileDemo(), "C");

Thread t4 = new Thread(new VolatileDemo(), "D");

t1.start();

t2.start();

t3.start();

t4.start();

}

}

/

A: 1, 2

B: 1, 3

C: 3, 4

D: 4, 5

/

结果与预期不符，在预期的结果中，线程B应该加载的i是2，运算之后变成3。由此我们知道，volatile 不能解决并发计算问题。

　　网友解答：

i 和+(++i)是两条指令，会发生这种情况：

假设当前i为1，线程A执行+i，线程B执行+i，然后线程A执行+(++i)，这时i=2，然后线程B执行+(++i)，这时i=3，线程A输出(1, 2)，线程B输出(1, 3)。

小结

volatile 保证可见性

volatile 不保证原子性

volatile 不能解决并发计算问题

转自：http://blog.51cto.com/13917525/2320095