volatile

关键字volatile的主要作用是使变量在多个线程间可见,解决变量读时的可见性问题强制每次获取该变量都从公共堆栈中取得变量的值,而不是从线程私有数据栈中取得变量的值。

在server端容易出现私有堆栈和公共堆栈值不同步的情况,解决这种问题需要用到volatile。线程操作公共变量的时候,先在自身先存一个副本,服务端为了加速,一般会一直在私有堆栈中取值,也因此造成其他线程对本线程的堆栈影响有滞后性。

使用场景举例:

数据库A和B需要交叉备份数据,因为是交叉,所以必然存在等待与notifyAll的过程,使用notifyAll是因为有多个线程进行备份操作,而判断等待需要使用到一个boolean公共变量,而此变量仅用于判断,使用volatile正适合,轻量,线程操作的时候会先从主存取变量,不过后面的备份操作需要使用synchronized

volatile和synchronized比较:

  • volatile是线程同步的轻量级实现,因而性能好些,但其只用于修饰变量,而synchronized可用于方法和代码块
  • 多线程访问volatile不会发生阻塞,而synchronized会
  • volatile能保证数据的可见性,但不能保证原子性;synchronized二者均可(间接保证可见性),因为它会将私有内存和公共内存中的数据进行同步
  • volatile是为了解决变量在多个线程之间的可见性;synchronized是为了解决访问资源的同步性
    (JAVA的同步机制就是围绕原子性和可见性两个方面的)

加了synchronized就没必要加volatile了

volatile非原子性

需要注意的是,volatile不具备同步性,因而不具备原子性

变量在内存中工作的过程:

  1. read和load:从主存复制变量到当前线程工作内存
  2. use和assign:执行代码,改变共享变量
  3. store和write:用工作内存数据刷新主存对应变量的值

以上步骤中,load、use、assign的非原子性导致了volatile的非线程安全问题,好比如i++(i为共享变量),从主存读取i没问题,但是对于之后进行的++操作,如果没有同步,那么将会导致多个变量读取同一个i并且同时++,导致丢失

原子类(AtomicInteger、AtomicInteger、AtomicBoolean、AtomicReference)进行i++操作

原子操作即为不可分割的整体,在没有锁的情况下可以做到线程安全。

保障long/double型变量访问操作的原子性

Java语言中针对long/double型以外的任何变量(包括基础类型变量和引用型变量)进行的读、写操作都是原子操作,即Java语言规范本身并不规定针对long/double型变量进行读、写操作具有原子性。

一个long/double型变量的读/写操作在32位Java虚拟机下可能会被分解为两个子步骤(比如先写低32位,再写高32位)来实现,这就导致一个线程对long/double型变量进行的写操作的中间结果可以被其他线程所观察到

这是由于:Java平台中,long/double型变量占64位(8个字节)的存储空间,而32位的Java虚拟机对这种变量的写操作可能会被分解为两个子步骤来实施,比如先写低32位,再写高32位。那么,多个线程试图共享同一个这样的变量时就可能出现一个线程在写高32位的时候,另外一个线程恰好正在写低32位,而此刻第三个线程读取这个变量时所读取到的变量值仅仅是其他两个线程更新这个变量的中间结果。而volatile可以保证对其写和读的原子性

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