volatile关键字⭐️通过案例分析与Synchronized的区别以及功能

目录

前言

一、volatile的特点

1.线程间可见性

1.1、案例

1.2 案例分析

2、禁止指令重排

解决方案

 章末

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前言

        小伙伴们大家好，上次分析了Synchronized关键字的特点及使用方式，多线程中经常提到的除了这个还有volatile,来分析该关键字的特点

一、volatile的特点

1.线程间可见性

        用volatile声明的共享变量，保证了某个线程修改了该变量的值，新值对其他线程来说是立即可见的，因为volatile关键字强制将修改后的值立即写入内存。

1.1、案例

        在main方法里，新建一个线程休眠100ms,然后修改stop变量为true，与此同时通过countNum方法计数，直到stop变量为true停止，结果如下，一直循环表明检测不到stop变为true

public class VolatileTest {

        static boolean stop = false;
        public static void main(String[] args) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    Thread.sleep(100);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                stop = true;
                System.out.println("change stop to true...");
            }).start();
            countNum();
        }
        static void countNum() {
            int i = 0;
            while (!stop) {
                i++;
            }
            System.out.println("stopped... successfully at :"+ i);
        }

}

1.2 案例分析

        解决方法之一就是使用volatile关键字来声明变量，让其他线程可见，在stop修改后第一时间获取，修改后的结果如下，在i变量值为218467224的时候该线程检测到stop的值为true,跳出循环并打印；

static volatile boolean stop = false;

2、禁止指令重排

        在编译器和处理器优化指令执行顺序时，为了提高程序性能，可能会对指令进行重排。然而，在多线程环境下，指令重排可能会导致结果的错误或者不符合预期。使用volatile关键字修饰的变量，在读写操作前后会加入特定的内存屏障（memory barrier），这个内存屏障可以防止指令重排，确保操作的顺序符合程序员的预期。

说人话（bushi)，具体来说，volatile关键字禁止的是以下三种类型的指令重排：

• 在volatile写操作之前的读操作不能被重排到volatile写操作之后。
• 在volatile写操作之后的写操作不能被重排到volatile写操作之前。
• 在volatile读操作之后的读操作不能被重排到volatile读操作之前。

//伪代码举个例子

int x;
int y;

方法1(){
    x=1;
    y=1;
}

方法2(result r){
    r.r1 = y;
    r.r2 = x;
    }

在去获取上面的结果的时候，有可能会出现 4 种情况

• 情况一：先执行方法2获取结果--->0,0(正常)
• 情况二：先执行方法1中的第一行代码，然后执行方法2获取结果--->0,1(正常)
• 情况三：先执行方法1中所有代码，然后执行方法2获取结果--->1,1(正常)
• 情况四：先执行方法1中第二行代码，然后执行方法2获取结果--->1,0(发生了指令重排序，影响结果)

解决方案

        在变量上添加volatile，禁止指令重排序，则可以解决问题 ，注意只能将volatile添加到y变量上，因为关键字添加的屏障如下

                   

                        volatile 加在 y上                                                   volatile加在x上

加在x上显然是不行的，主要是因为下面两个原则：

• 写操作加的屏障是阻止上方其它写操作越过屏障排到volatile变量写之下
• 读操作加的屏障是阻止下方其它读操作越过屏障排到volatile变量读之上，因为此时y是正常变量也因为volatile声明了x导致y不可读

但是不用慌，有问题就会有小妙招

• 写变量让volatile修饰的变量的在代码最后位置
• 读变量让volatile修饰的变量的在代码最开始位置

 章末

好了，以上就是全部内容了，下次来分析分析其他的锁（什么？还有高手）

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