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volatile关键字
volatile保证内存可见性
volatile 修饰的变量, 能够保证 "内存可见性".
代码在写入 volatile 修饰的变量的时候：
改变线程工作内存中volatile变量副本的值
将改变后的副本的值从工作内存刷新到主内存
代码在读取 volatile 修饰的变量的时候：
从主内存中读取volatile变量的最新值到线程的工作内存中
从工作内存中读取volatile变量的副本
加上 volatile , 强制读写内存. 速度是慢了, 但是数据变的更准确了。
代码示例
java
public class Demo13 {
private static int isQuit=0;
public static void main(String[] args) {
Thread t1=new Thread(()->{
while(isQuit==0){
}
System.out.println("t1 退出");
});
t1.start();
Thread t2=new Thread(()->{
System.out.println("请输入 isQuit:");
Scanner scanner=new Scanner(System.in);
isQuit=scanner.nextInt();
});
t2.start();
}
}运行结果
通过jconsole观察，会看到线程t1处于RUNNABLE状态。
t1 读的是自己工作内存中的内容 .
当 t2 对 flag 变量进行修改 , 此时 t1 感知不到 flag 的变化 .
原因解释：
- load 读取内存中isQuit的值到寄存器中.
2)通过cmp 指令比较寄存器的值是否是0.决定是否要继续循环.
由于这个循环,循环速度飞快.短时间内,就会进行大量的循环.也就是进行大量的load和cmp 操作.此时,编译器/JVM就发现了，虽然进行了这么多次load,但是 load 出来的结果都一样的.并且, load 操作又非常费时间,一次load花的时间相当于上万次cmp 了.
所以编译器就做了一个大胆的决定~~只是第一次循环的时候才读了内存.后续都不再读内存了,而是直接从寄存器中,取出isQuit的值了.
代码示例2-（+volatile）
java
public class Demo13 {
private static volatile int isQuit=0;
public static void main(String[] args) {
Thread t1=new Thread(()->{
while(isQuit==0){
}
System.out.println("t1 退出");
});
t1.start();
Thread t2=new Thread(()->{
System.out.println("请输入 isQuit:");
Scanner scanner=new Scanner(System.in);
isQuit=scanner.nextInt();
});
t2.start();
}
}运行结果
代码示例3-（+sleep）
java
public class Demo13 {
private static int isQuit=0;
public static void main(String[] args) {
Thread t1=new Thread(()->{
while(isQuit==0){
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
System.out.println("t1 退出");
});
t1.start();
Thread t2=new Thread(()->{
System.out.println("请输入 isQuit:");
Scanner scanner=new Scanner(System.in);
isQuit=scanner.nextInt();
});
t2.start();
}
}运行结果
volatile不保证原子性
代码示例
java
class Counter {
volatile public int count = 0;
void increase() {
count++;
}
}
public class Demo13 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
final Counter counter = new Counter();
Thread t1 = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 50000; i++) {
counter.increase();
}
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 50000; i++) {
counter.increase();
}
});
t1.start();
t2.start();
t1.join();
t2.join();
System.out.println(counter.count);
}
}运行结果
我们会发现，加上volatile以后，依旧不是线程安全的。
synchronized保证内存可见性
代码示例
java
class Counter {
public int flag = 0;
}
public class Demo13 {
public static void main(String[] args) {
Counter counter = new Counter();
Thread t1 = new Thread(() -> {
while (true) {
synchronized (counter) {
if (counter.flag != 0) {
break;
}
}
}
System.out.println("循环结束!");
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("输入一个整数:");
counter.flag = scanner.nextInt();
});
t1.start();
t2.start();
}
}运行结果
wait()和notify()
wait()方法
wait 做的事情:
使当前执行代码的线程进行等待. (把线程放到等待队列中)
释放当前的锁
满足一定条件时被唤醒, 重新尝试获取这个锁.
wait 要搭配 synchronized 来使用. 脱离 synchronized 使用 wait 会直接抛出异常.
代码示例
java
public class Demo14 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Object object = new Object();
synchronized (object) {
System.out.println("wait 之前");
// 把 wait 要放到 synchronized 里面来调用. 保证确实是拿到锁了的.
object.wait();
System.out.println("wait 之后");
}
}
}运行结果
此时object就会一直进行wait，当然我们肯定不想让程序一直等待下去，下面将介绍notify()来唤醒它。
notify()
notify 方法是唤醒等待的线程.
方法notify()也要在同步方法或同步块中调用，该方法是用来通知那些可能等待该对象的对象锁的其它线程，对其发出通知notify，并使它们重新获取该对象的对象锁。
如果有多个线程等待，则有线程调度器随机挑选出一个呈 wait 状态的线程。(并没有 "先来后到")，在notify()方法后，当前线程不会马上释放该对象锁，要等到执行notify()方法的线程将程序执行完，也就是退出同步代码块之后才会释放对象锁。
代码示例
java
public class Demo15 {
public static void main(String[] args) {
Object object = new Object();
Thread t1 = new Thread(() -> {
synchronized (object) {
System.out.println("wait 之前");
try {
object.wait();
// object.wait(5000);//也可以指定等待时间后自动唤醒
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println("wait 之后");
}
});
Thread t2 = new Thread(() -> {
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
synchronized (object) {
System.out.println("进行通知");
object.notify();
}
});
t1.start();
t2.start();
}
}运行结果
notifyAll()
notify方法只是唤醒某一个等待线程. 使用notifyAll方法可以一次唤醒所有的等待线程.
代码示例
java
class WaitTask implements Runnable {
private Object locker;
public WaitTask(Object locker) {
this.locker = locker;
}
@Override
public void run() {
synchronized (locker) {
while (true) {
try {
System.out.println("wait 开始");
locker.wait();
System.out.println("wait 结束");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
class NotifyTask implements Runnable {
private Object locker;
public NotifyTask(Object locker) {
this.locker = locker;
}
@Override
public void run() {
synchronized (locker) {
System.out.println("notify 开始");
locker.notifyAll();
System.out.println("notify 结束");
}
}
}
public class Demo16 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Object locker = new Object();
Thread t1 = new Thread(new WaitTask(locker));
Thread t3 = new Thread(new WaitTask(locker));
Thread t4 = new Thread(new WaitTask(locker));
Thread t2 = new Thread(new NotifyTask(locker));
t1.start();
t2.start();
t3.start();
Thread.sleep(5000);
t4.start();
}
}运行结果
注意: 虽然是同时唤醒 3 个线程, 但是这 3 个线程需要竞争锁. 所以并不是同时执行, 而仍然是有先有后的执行.
理解notify()和notifyAll()
notify 只唤醒等待队列中的一个线程 . 其他线程还是乖乖等着.
notifyAll 一下全都唤醒, 需要这些线程重新竞争锁.
wait和sleep的对比
唯一的相同点就是都可以让线程放弃执行一段时间.
- wait 需要搭配 synchronized 使用 . sleep 不需要 .
- wait 是 Object 的方法 sleep 是 Thread 的静态方法 .