Java Concurrent volatile

基础概念

volatile 是一个Java 中的关键字,一个提供基础同步属性的关键字。针对JVM重排序在并发场景下的问题,被vlolatile修饰的关键词,编译器不会将该变量的操作与其他内存操作进行重排序。

1、重排序:如果熟悉JVM的话,应该就很清楚Java的重排序了。重排序主要分为:编译器优化的重排序、指令级别并行的重排序、内存系统的重排序。其中编译器重排序:在不改变代码语义的情况下,优化性能而改变了代码执行顺序。指令并行的重排序:处理器采用并行技术使多条指令重叠执行,在不存在数据依赖的情况下,改变机器指令的执行顺序。内存系统的重排序:使用缓存和读写缓冲区时,加载和存储可能是乱序执行。
2、JMM:java 内存模型(一种语言级别的内存模型),Java内存模型分为一个工作线程、线程私有的工作内存、共享的主存。

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3、as-if-serial:无论怎么排,要保证和串行执行的结果一致。对于单线程来说,对存在依赖关系的操作进行重排序,不会改变最后的执行结果,在多线程程序中,对存在依赖关系的操作进行重排序,可能会改变最后的执行结果。就需要我们自己来保证as-if-serial了。
4、hanpens-before:指前一个操作对后一个操作可见。(注意一点:不是前一个操作必须在后一个操作之前执行,不是串行执行)
看完这三个前提,就可以去理解volatile了,

volatile原理

volatile更像是语言层面,对于JVM执行过程中对于重排序的限制,是一种内存屏障,这个屏障就像是一堵墙,阻止了前后的重排序操作(具体屏障:LoadLoad屏障和LoadStore屏障)


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StoreStore、StoreLoad


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volatile 保证了一种可见性,什么意思呢,就是说volatile修饰的变量,产生变化时,立马写入主存。保证其他线程能发现其变化,保证了正确性,也就是happens-before。

常见问题

1、volatile不是锁,仅仅是一种程序执行过程中的指令级的同步策略,保证了可见性、避免重排序
2、volatile能够维持被修饰变量单个的原子操作。所以说,对于volatile double 进行单个写操作在多线程并发环境下是完全正常的。这里注意一点,一定是单个操作,像是i++; i--;之类的这明显是复合操作哈,别较真当作单个操作。

使用场景

1、保证long、double等的单个操作的原子性,不至于写完一半被读走。
2、作为基础信号量,发生变化时,能够其他线程周知,但记住一点复合操作可不保证原子性,读后写什么的在多线程并发环境下还是进行同步操作吧。
volatile 差不多就这些,真正的使用体验可以尝试自己写demo,比如说通过信号量改变打断死循环,多线程疯狂i++操作等。看concurrent包中的源码时,volatile是必须要理解的。

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