volatile关键字-内存可见性

文章目录

    • 一、内存可见性
    • 二、synchronized
    • 三、volatile关键字

一、内存可见性

  • 当多个线程操作共享数据时,彼此不可见
  • 原因如下图:
    volatile关键字-内存可见性_第1张图片

因为T线程要频繁的从主内存中读取flag的值,JIT编译器会将flag的值缓存在高速的工作内存中,减少对主内存中flag的访问,提高效率。
volatile关键字-内存可见性_第2张图片

1秒后main线程修改了flag的值,并同步到主内存中,而T线程是从工作内存的高速缓存中读取到这个变量的值,结果永远是旧值

volatile关键字-内存可见性_第3张图片

那么如何解决内存可见性问题呢?

这里将介绍synchronizedvolatile关键字方法

二、synchronized

线程解锁前,必须把共享变量的最新值刷新到主内存中
线程加锁时,将清空工作内存中共享变量的值,从而使用共享变量时需要从主存中重新读取最新的值(注意:加锁与解锁需要是同一把锁)
线程解锁前对共享变量的修改在下次加锁时对其他线程可见

使用synchronized可以实现原子性(同步)和可见性。但是因为频繁的加锁和释放锁,会使其执行效率很低。

三、volatile关键字

能够保证volatile变量的可见性
不能保证volatile变量复合操作的原子性

如何实现内存可见性呢?

通过加入内存屏障禁止重排序优化来实现的

  • 对volatile变量执行写操作时,会在写操作后加入一条store屏障指令
  • 对volatile变量执行读操作时,会在读操作前加入一条load屏障指令

volatile关键字-内存可见性_第4张图片

线程写volatile变量的过程:

  • 1.改变线程工作内存中volatile变量副本的值
    2.将改变后的副本的值从工作内存刷新到主内存

线程读volatile变量的过程:

  • 1.从主内存中读取volatile变量的最新值到线程的工作内存中
    2.从工作内存中读取volatile变量的副本

通俗的讲就是时时刻刻的将缓存中的内存刷新到主内存中,可以理解为它的操作就是在主存中进行的

使用volatile关键字存在的问题:

volatile不具备原子性

  • 保证number自增操作的原子性:
    2. 使用synchronized关键字
    3. 使用ReentrantLock关键字
    4. 使用AtomicInterger( CAS算法(Compare And Swap)是硬件对于并发操作共享数据的支持)

synchronized和volatile比较

  • volatile不需要加锁,比synchronized更轻量级,不会阻塞线程;
  • 从内存可见性角度讲,volatile读相当于加锁,volatile写相当于解锁
  • synchronized既能保证可见性,又能保证原子性,而volatile只能保证可见性,无法保证原子性

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