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一文讀懂a(chǎn)va中的Volatile關(guān)鍵字使用

更新時間：2020年03月07日 10:32:22 作者：flydean

volatile關(guān)鍵字的作用保證了變量的可見性（visibility）。被volatile關(guān)鍵字修飾的變量，如果值發(fā)生了變更，其他線程立馬可見，避免出現(xiàn)臟讀的現(xiàn)象。這篇文章主要介紹了ava中的Volatile關(guān)鍵字使用,需要的朋友可以參考下

在本文中，我們會介紹java中的一個關(guān)鍵字volatile。 volatile的中文意思是易揮發(fā)的，不穩(wěn)定的。那么在java中使用是什么意思呢？

我們知道，在java中，每個線程都會有個自己的內(nèi)存空間，我們稱之為working memory。這個空間會緩存一些變量的信息，從而提升程序的性能。當(dāng)執(zhí)行完某個操作之后，thread會將更新后的變量更新到主緩存中，以供其他線程讀寫。

因為變量存在working memory和main memory兩個地方，那么就有可能出現(xiàn)不一致的情況。那么我們就可以使用Volatile關(guān)鍵字來強制將變量直接寫到main memory，從而保證了不同線程讀寫到的是同一個變量。

什么時候使用volatile

那么我們什么時候使用volatile呢？當(dāng)一個線程需要立刻讀取到另外一個線程修改的變量值的時候，我們就可以使用volatile。我們來舉個例子：

public class VolatileWithoutUsage {
 private int count = 0;

 public void incrementCount() {
 count++;
 }
 public int getCount() {
 return count;
 }
}

這個類定義了一個incrementCount()方法，會去更新count值，我們接下來在多線程環(huán)境中去測試這個方法：

@Test
 public void testWithoutVolatile() throws InterruptedException {
 ExecutorService service= Executors.newFixedThreadPool(3);
 VolatileWithoutUsage volatileWithoutUsage=new VolatileWithoutUsage();

 IntStream.range(0,1000).forEach(count ->service.submit(volatileWithoutUsage::incrementCount) );
 service.shutdown();
 service.awaitTermination(1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
 assertEquals(1000,volatileWithoutUsage.getCount() );
 }

運行一下，我們會發(fā)現(xiàn)結(jié)果是不等于1000的。

java.lang.AssertionError:
Expected :1000
Actual :999

這是因為多線程去更新同一個變量，我們在上篇文章也提到了，這種情況可以通過加Synchronized關(guān)鍵字來解決。

那么是不是我們加上Volatile關(guān)鍵字后就可以解決這個問題了呢？

public class VolatileFalseUsage {
 private volatile int count = 0;

 public void incrementCount() {
 count++;
 }
 public int getCount() {
 return count;
 }

}

上面的類中，我們加上了關(guān)鍵字Volatile，我們再測試一下：

@Test
 public void testWithVolatileFalseUsage() throws InterruptedException {
 ExecutorService service= Executors.newFixedThreadPool(3);
 VolatileFalseUsage volatileFalseUsage=new VolatileFalseUsage();

 IntStream.range(0,1000).forEach(count ->service.submit(volatileFalseUsage::incrementCount) );
 service.shutdown();
 service.awaitTermination(5000, TimeUnit.MILLISECONDS);
 assertEquals(1000,volatileFalseUsage.getCount() );
 }

運行一下，我們會發(fā)現(xiàn)結(jié)果還是錯誤的：

java.lang.AssertionError:
Expected :1000
Actual :992
~~

為什么呢？我們先來看下count++的操作，count++可以分解為三步操作，1. 讀取count的值，2.給count加1， 3.將count寫回內(nèi)存。添加Volatile關(guān)鍵詞只能夠保證count的變化立馬可見，而不能保證1，2，3這三個步驟的總體原子性。要實現(xiàn)總體的原子性還是需要用到類似Synchronized的關(guān)鍵字。

下面看下正確的用法：

public class VolatileTrueUsage {

private volatile int count = 0;

public void setCount(int number) {
 count=number;
}
public int getCount() {
 return count;
}
}

@Test
public void testWithVolatileTrueUsage() throws InterruptedException {
 VolatileTrueUsage volatileTrueUsage=new VolatileTrueUsage();
 Thread threadA = new Thread(()->volatileTrueUsage.setCount(10));
 threadA.start();
 Thread.sleep(100);

 Thread reader = new Thread(() -> {
 int valueReadByThread = volatileTrueUsage.getCount();
 assertEquals(10, valueReadByThread);
 });
 reader.start();
}
## Happens-Before

從java5之后，volatile提供了一個Happens-Before的功能。Happens-Before 是指當(dāng)volatile進(jìn)行寫回主內(nèi)存的操作時，會將之前的非volatile的操作一并寫回主內(nèi)存。

public class VolatileHappenBeforeUsage {

int a = 0;
volatile boolean flag = false;

public void writer() {
 a = 1;  // 1 線程A修改共享變量
 flag = true; // 2 線程A寫volatile變量
}
}

上面的例子中，a是一個非volatile變量，flag是一個volatile變量，但是由于happens-before的特性，a 將會表現(xiàn)的和volatile一樣。

本文的例子可以參考

[https://github.com/ddean2009/learn-java-concurrency/tree/master/volatile](https://github.com/ddean2009/learn-java-concurrency/tree/master/volatile)

總結(jié)

到此這篇關(guān)于一文讀懂a(chǎn)va中的Volatile關(guān)鍵字使用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java volatile關(guān)鍵字內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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