【Java】volatile-内存可见性问题

1、什么是内存可见性问题?

(1)实例

要明白什么是内存可见性,我们首先来看一段代码

java 复制代码
public class demo1 {
    public static int isQuit = 0;

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(()->{
            while (isQuit == 0){

            }
            System.out.println("t1线程结束");
        });
        thread1.start();

        Thread thread2 = new Thread(()->{
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            isQuit = scanner.nextInt();
            System.out.println("isQuit已被修改");
        });
        thread2.start();
    }
}

运行结果如下

打开jconsole,查看thread1状态,发现thread1还在运行状态,也就是说thread1中的while循环还一直在继续

为什么会这样呢?

(2)内存可见性问题

在计算机中,CPU在读取寄存器时比读取内存时快很多,这时编译器会对代码进行自动优化

在上述代码中,由于while循环中没有代码,线程1不断地读取isQuit的值进行判断,操作过于频繁

因此,编译器在第一次读取isQuit的值后,便将其存放在寄存器中,后续不再读取

导致我们在线程2里对isQuit 的值进行了修改,线程1也不能察觉

由此便产生了内存可见性问题

2、volatile

要解决内存可见性问题,我们首先想到的是使用Java中的关键字volatile

在变量前加上关键字volatile修饰,变量便不会再被编译器优化,进而就不会产生内存可见性问题

java 复制代码
public volatile static int isQuit = 0;

完整代码如下

java 复制代码
import java.util.Scanner;

public class demo2 {
    public volatile static int isQuit = 0;

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(()->{
            while (isQuit == 0){

            }
            System.out.println("t1线程结束");
        });
        thread1.start();

        Thread thread2 = new Thread(()->{
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            isQuit = scanner.nextInt();
            System.out.println("isQuit已被修改");
        });
        thread2.start();
    }
}

最终运行结果

可见,内存可见性问题可用volatile关键字来解决

3、其他解决办法

之所以产生内存可见性问题,是由于读取操作太过于频繁。只要我们降低读取的频率,同样也可以解决内存可见性问题

如在线程1中的while循环中加上sleep操作

java 复制代码
import java.util.Scanner;

public class demo3 {
    public static int isQuit = 0;

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(()->{
            while (isQuit == 0){
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            System.out.println("t1线程结束");
        });
        thread1.start();

        Thread thread2 = new Thread(()->{
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            isQuit = scanner.nextInt();
            System.out.println("isQuit已被修改");
        });
        thread2.start();
    }
}

运行结果

volatile解决指令重排序问题​​​​​​​

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