volatile是java提供的一种稍弱的同步机制。这个“稍弱”体现在:
- 不需要加锁来保持同步,也意味着不会出现线程阻塞。
- 只能实现对单个对象的同步,不能保证多个对象或者代码块的同步。
实现原理:
- 内存可见性
写操作,立即把修改后的工作内存的值刷新到主内存中。
读操作,从主内存中读取最新的值到工作内存中。
- 禁止指令重排
1. 在写操作前添加StoreStore屏障。保证屏障前,影响到该对象的所有写操作必须先执行完。
2. 在写操作后添加StoreLoad屏障。保证屏障后,该对象的所有读操作必须后执行。
3. 在读操作前添加LoadLoad屏障。保证屏障前,该对象的所有读操作必须先执行完。
4. 在读操作后添加LoadStore屏障。保证屏障后,影响到该对象的所有写操作必须后执行。
为了增强对禁止指令重排的理解,列举几个案例。
- 读读顺序,依次别为load1、load2
|-------
LoadLoad屏障
| ------ load1
| ------LoadStore屏障
| ------ ...
| ------LoadLoad屏障
| ------ load2
| ------LoadStore屏障
|------ ...
load2的LoadLoad屏障
保证了有序性。
- 读写顺序,依次别为load1、store2
|-------
LoadLoad屏障
| ------ load1
| ------LoadStore屏障
| ------ ...
| ------StoreStore屏障
| ------ store2
| ------StoreLoad屏障
|------ ...
load1的LoadStore屏障
保证了有序性。
- 写写顺序。依次别为store1、store2
| ------
StoreStore屏障
| ------ store1
| ------StoreLoad屏障
|------ ...
| ------StoreStore屏障
| ------ store2
| ------StoreLoad屏障
|------ ...
load2的 StoreStore屏障
保证了有序性。
- 写读顺序。依次为store1、load2
| ------
StoreStore屏障
| ------ store1
| ------StoreLoad屏障
|------ ...
|-------LoadLoad屏障
| ------ load2
| ------LoadStore屏障
| ------ ...
store1的 StoreLoad屏障
保证了有序性。
当然volatile并不是“万能钥匙”,这里列举几种不建议使用volatile的情况:
1. 单线程环境下使用volatile,这样做无异于多此一举。
2. 对变量的写操作依赖当前值,例如i++操作,在执行时会被拆分为``读取-修改-写入``三个操作,volatile并
不能保证这三个操作的原子性。也就是有可能在三个操作没有完全执行完,另外一个线程对i进行过操作,就会导
致结果的不正确。
3. 当变量与其他变量一起作为判断条件时,即使你保证了volatile变量的可见性,但是其他变量保证不了,所以并
不是绝对能影响到判断结果的正确性。