volatile

林小果12024-09-06 15:52

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volatile

volatile

可见性

问题：t 线程会从自己的高速缓存中读取run值，而无法获取到更新后的值，导致程序无法结束。

java 复制代码

@Slf4j
public class Test05 {
    static boolean run = true;
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() ->{
            int i=0;
            while(run){
                i++;
            }
        }).start();
        log.info("开始任务");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        run = false;
        log.info("停止任务");
    }
}

解决方法：给run加上volatile（易变的）属性，避免从工作缓存中读取值，而必须到主缓存中获取值，保证数据在不同线程中的可见性。

java 复制代码

static volatile boolean run = true;

指令重排

问题：r1的结果可能为0，因为actor2中的两行代码可能会发生指令重排，导致执行顺序颠倒。

java 复制代码

int num = 0;
boolean ready = false; 
// 线程1 执行此方法 
public void actor1(I_Result r) {
    if(ready) { 
        r.r1 = num + num;
    }else {
        r.r1 = 1;
    } 
}
// 线程2 执行此方法 
public void actor2(I_Result r) {
    num = 2;
    ready = true;
}

解决：给ready添加volatile关键字

java 复制代码

volatile boolean ready = false;

volatile原理

volatile的底层实现原理是内存屏障，Memory Barrier（Memory Fence）

对 volatile 变量的写指令后会加入写屏障
对 volatile 变量的读指令前会加入读屏障

而有了屏障之后，可见性和有序性就有了很好的解决。

可见性：

写屏障（sfence）保证在该屏障之前的，对共享变量的改动，都同步到主存当中
读屏障（lfence）保证在该屏障之后，对共享变量的读取，加载的是主存中新数据

有序性：

写屏障会确保指令重排序时，不会将写屏障之前的代码排在写屏障之后
读屏障会确保指令重排序时，不会将读屏障之后的代码排在读屏障之前

虽然volatile可以保证可见性和有序性，但它并不能保证复合操作（如自增、自减或检查后执行逻辑）的原子性。因此，volatile并不能替代同步机制（如synchronized）来控制对共享资源的并发访问。