java 中的volatile关键字

这篇文章主要介绍了java 中的volatile关键字，volatile在多处理器开发中保证共享变量的“可见性”。可见性的意思是当一个线程修改一个共享变量时，另一个一个线程立马可以读到这个修改的值。下面我们来看看文章的具体介绍内容吧

1.volatile实现可见性的原理是什么？

有volatile变量修饰的共享变量进行写操作的时候汇编代码会多出一个Lock前缀指令。

在该指令下，多核处理器会引发两件事：

将当前处理器缓存行的数据写回系统内存
这个写回内存的操作会使在其他CPU里缓存了该内存地址的数据无效

这里需要简单了解CPU缓存一致性问题：多核处理器环境下，每个CPU都有自己的缓存行，缓存了内存中的数据，要维护多个CPU中缓存的数据一致性，就需要解决两个问题：

一是写传播（某个CPU里的cache数据更新时，需要传播到其他CPU的cache中）；
二是事务的串行化执行（在某个CPU里对数据的修改，在其他CPU中看起来顺序是一样的，也就是要引入近似[锁]的概念，保证同一时刻只有一个CPU可以对数据做修改）；

写传播是通过[总线嗅探]完成的：通过总线把修改数据的事件广播通知给其他所有的核心，每个CPU核心都会监听总线上的广播事件，并检查是否有相同的数据在自己的Cache里面；而事务的串行化则通过[MESI协议]来完成。

MESI(Modified(已修改)、Exclusive(独占)、Shared(共享)、Ivalidated(已失效))协议中，如果要修改一个共享数据，不能直接修改，要先向其他CPU广播一个请求，把其他CPU cache中对应的数据状态改为Invalidated；以后其他CPU在读取标记为Invalidated的数据时，需要强制从内存中读取数据。

2.演示volatile的可见性

 public class VolatileDemo { static  int flag = 1;  // 定义一个共享变量 public static void main(String[] args) { // 两个线程，一个线程负责读取flag的值，另一个线程负责修改flag的值 new Thread(){ int localflag = flag; @Override public void run() { while(true){ //flag被修改后就跟localflag不一样了 if(localflag!=flag){ System.out.println("读到了flag修改后的值："+ flag); //把读到的值赋值给本地变量 localflag = flag; } } } }.start(); new Thread(){ int localflag = flag; @Override public void run() { while (true){ //一直对flag的值进行修改 System.out.println("对flag的值进行修改:"+ ++localflag); flag = localflag; //休眠一秒更好地观察结果 try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }.start(); } }

可以看到另一个线程并不能及时读取到被修改的值。

共享变量用volatile修饰后：

 public class VolatileDemo { static  volatile int flag = 1; public static void main(String[] args) { // 两个线程，一个线程负责读取flag的值，另一个线程负责修改flag的值 new Thread(){ int localflag = flag; @Override public void run() { while(true){ //flag被修改后就跟localflag不一样了 if(localflag!=flag){ System.out.println("读到了flag修改后的值："+ flag); //把读到的值赋值给本地变量 localflag = flag; } } } }.start(); new Thread(){ int localflag = flag; @Override public void run() { while (true){ //一直对flag的值进行修改 System.out.println("对flag的值进行修改:"+ ++localflag); flag = localflag; //休眠一秒更好地观察结果 try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }.start(); } }