Volatile总结

1. volatile作用

  • 在Java的内存模型下,线程可以把变量保存在本地内存中, 而不是直接在主存中进行读写,这就可能造成一个线程在主存中修改变量的值,但另外一个线程还继续使用它自己的本地内存中变量的值,造成数据不一致。要解决这个问题,可以把变量声明为volatile,这就指示JVM当每次使用该变量时都得到主存中进行读取,volatile修饰的成员变量在每次被线程访问时,都强迫从共享内存中重读该变量的值,而且,当成员变量值发生变化时,强迫线程将变化值写回到共享内存, 从而保证在任何时刻,不同的线程总是看到该成员变量的同一个值

在对volatile变量进行写操作之前的所有可见的共享变量的写操作,在另一个线程B读这个volatile变量后,都会马上对另一个线程B可见

  • 为了获得更好的性能,JVM可能会对指令进行重排序,使用volitile会禁止重排序,不过这也在一定程度上降低了代码执行效率

2. volatile的正确使用

要使volatile变量提供理想的线程安全,必须同时满足下面两个条件:

  • 对变量的写操作不依赖当前值
  • 该变量没有包含在具有其他变量的不变式中

第一个条件使volatile变量不能用作线程安全计数器, i++看上去是一个单独的操作,实际上是由读取-修改-写入三个操作序列组成的组合操作,必须以原子方式执行,但volatile并不提供必须的原子性(如果是单线程操作,则可以忽略第一个条件)

假设现在有一个不变式:min < max


    private int min, max;

    public void setMin(int value) {
        if (value > max) {
            throw new IllegalArgumentException();
        }   
        min = value;
    }

    public void setMax(int max) {
        if (value < min) {
            throw new IllegalArgumentException();
        }   
        max = value;
    }   

如果将min和max都声明为volatile并不足以保证线程安全,假设同一时间,线程A调用setMin(5), 线程B调用setMax(3), 由于volitile并不阻塞线程,则两个操作都会正常进行,但最后min = 5, max = 3,这就会不符合条件

3. 正确使用volatile的模式

1. 状态标志

```
volatile boolean shudownRequested;
public void shutdown() {
    shutdownRequested = true;
}

public void doWork() {
    while (!shutdownRequested) {
        ...
    }
}
```

这种类型的状态标记的一个公共特性是:通常只有一种状态转换,如从false变为true,这种模式可以扩展到来回转换的状态标志,但是只有在转换周期不被察觉的情况下才能扩展(false->true, true->false), 此外,还需要某些原子状态转换机制,如原子变量

2. 一次性安全发布

```

public class BackgroundFloobleLoader {
    public volatile Flooble theFlooble;

    public void initInBackground() {
        // do lots of stuff
        theFlooble = new Flooble();  // this is the only write to theFlooble
    }   
}

public class SomeOtherClass {
    public void doWork() {
        while (true) { 
            // do some stuff...
            // use the Flooble, but only if it is ready
            if (floobleLoader.theFlooble != null) 
                doSomething(floobleLoader.theFlooble);
            }
        }
}
```

如果 theFlooble 引用不是 volatile 类型,doWork() 中的代码在解除对 theFlooble 的引用时,将会得到一个不完全构造的 Flooble

该模式的一个必要条件是:被发布的对象必须是线程安全的,或者是有效的不可变对象(有效不可变意味着对象的状态在发布之后永远不会被修改)。volatile 类型的引用可以确保对象的发布形式的可见性,但是如果对象的状态在发布后将发生更改,那么就需要额外的同步

3. 独立观察

设有一种环境传感器能够感觉环境温度。一个后台线程可能会每隔几秒读取一次该传感器,并更新包含当前文档的 volatile 变量。然后,其他线程可以读取这个变量,从而随时能够看到最新的温度值;使用该模式的另一种应用程序就是收集程序的统计信息

4. volatile bean模式

volatile bean模式中, JavaBean的所有数据成员都是volatile类型, 并且gettersetter方法除了获取或设置属性外,不能包含任何逻辑, 此外,对于对象引用的成员, 引用的对象必须是有效不可变的(这将禁止具有数组值得属性, 因为当数组引用被声明为 volatile 时,只有引用而不是数组本身具有 volatile语义)

5. 开销较低的读-写锁策略

如果读操作远远超过写操作,可以结合使用内部锁和 volatile 变量来减少公共代码路径的开销

    public class CheesyCounter {
    
        private volatile int value;

        public int getValue() { return value; }

        public synchronized int increment() {
            return value++;
        }
    }

写操作违反了使用 volatile 的第一个条件,因此不能使用 volatile 安全地实现计数器 —— 必须使用锁,其中,锁一次只允许一个线程访问值,volatile 允许多个线程执行读操作,因此当使用 volatile 保证读代码路径时,要比使用锁执行全部代码路径获得更高的共享度 —— 就像读-写操作一样。然而,要随时牢记这种模式的弱点:如果超越了该模式的最基本应用,结合这两个竞争的同步机制将变得非常困难

参考

  1. Volatile 关键字(上)
  2. 正确使用 Volatile 变量
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,921评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,635评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,393评论 0 338
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,836评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,833评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,685评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,043评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,694评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 42,671评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,670评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,779评论 1 332
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,424评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,027评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,984评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,214评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,108评论 2 351
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,517评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容

  • 从三月份找实习到现在,面了一些公司,挂了不少,但最终还是拿到小米、百度、阿里、京东、新浪、CVTE、乐视家的研发岗...
    时芥蓝阅读 42,182评论 11 349
  • Java8张图 11、字符串不变性 12、equals()方法、hashCode()方法的区别 13、...
    Miley_MOJIE阅读 3,693评论 0 11
  • 我没有想到为什么自己会这样的难以琢磨。想将一件事做的好一点,却总是做的不好。在与同事的交谈中,我的敏感神经似乎被调...
    鹿鹿无畏阅读 728评论 0 51
  • 关注公众号:“程序员成长软技能” ,日拱一卒,功不唐捐! 一、工具准备 kindle for pc (笔者 k...
    数大招疯阅读 14,447评论 1 4
  • 离殇 文/灵璧曙光 轻轻闭上眼睛 尝试一下没有你的情景 思念却泛上心头 脑海里来来往往的镜像 满满的都是你的倩影 ...
    灵璧曙光阅读 142评论 0 3