Volatile可见性代码验证

Volatile可见性是指：在JMM模型中，所有的线程操作数据时，都不能直接操作主内存里的数据，都需要将数据复制一份到线程内存中，只能修改线程内存中的数据（详细可以查找JMM相关知识）。然而，在一个线程中修改了某一个变量的值之后，应该立即将线程内存中修改的值，同步到主内存中，并通知其他线程，让其他线程重新获取变量值。

1、正确的样例代码

1、首先定义一个数据类
这里有两个变量，一个用volatile修饰，另一个没有；

public class MyData {

    int number1 = 0;
    volatile int number2 = 0;

    public void add(){
        this.number1 = 11;
        this.number2 = 22;
    }
}

2、新建一个测试类，内容如下，

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ViewableDemo {

    public static void main(String[] args) {
       MyData myData = new MyData();
       new Thread(() -> {
           System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " come in ...");
           try {
               TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
           } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
           }

           myData.add();

           System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " update number value to:" + myData.number2);
       },"AA").start();

        // 此处，如果循环判断的时number1,没有加volatile修饰，就会一直死循环下去，
        // 但是如果没有这个循环，等待2s之后直接获取，则能获取到线程A改变后的值，因为，主线程，是在线程A修改之后才拿到的数据；
       while(myData.number2 == 0){
           // 如果数字一直没变就死循环
       }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " get value " + myData.number2);
    }

}

3、程序最终运行结果如下：

image

2、错误示例

一开始我认为，如果没有加volatile修饰，那么线程内修改变量，对其他线程就是不可见的，于是我写了如下代码：

public class VolatileTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MyData myData = new MyData();
        new Thread(()-> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " come in");
            myData.add();
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " finish");
        },"thread111").start();
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(myData.number1);
        System.out.println(myData.number2);
    }

}

我一开始以为的运行结果，应该是number1=0，number2=22，结果却是这样：

image

可见，不论有没有加volatile修饰，主线程都获取到了修改后的值，这个是为什么呢？
和正确的验证代码对比我们不难发现，正确样例中，主线程在线程A修改数字之前，就已经拿到了数据，并且一直占用着，所以线程A修改数字number1之后，因为没有volatile修饰，所以一直拿不到修改后的值，导致一直死循环，所以写了以下代码验证：

public class VolatileTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MyData myData = new MyData();

        new Thread(()-> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " come in");
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            myData.add();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " change number value");
        },"AAA").start();


        new Thread(()-> {
            while(myData.number1 == 0){

            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " number2 value is " + myData.number1);
        },"BBB").start();

        new Thread(()-> {
            try {
                Thread.sleep(1500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " number2 value is " + myData.number1);
        },"CCC").start();
    }
}

程序的运行结果为：

image

结果可见：线程BBB，因为在线程A修改之前就拿到了数据，所以一直认为number1数字是0，陷入了死循环；而线程C，在线程A修改之后，才去取值，取到的时修改后的值。

3、结论

没有volatile修饰的变量，在修改之后也会同步到主内存中，但是如果其他线程在此之前已经取走了数据，不会通知其他线程修改，加了volatile后，会在主内存数据发生变化之后，通知其他所有线程，来重新拿新数据。

最后编辑于：2020.06.17 20:58:44