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          Java多線(xiàn)程初學(xué)者指南(6):慎重使用volatile關(guān)鍵字

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              volatile關(guān)鍵字相信了解Java多線(xiàn)程的讀者都很清楚它的作用。volatile關(guān)鍵字用于聲明簡(jiǎn)單類(lèi)型變量,如int、float、boolean等數(shù)據(jù)類(lèi)型。如果這些簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類(lèi)型聲明為volatile,對(duì)它們的操作就會(huì)變成原子級(jí)別的。但這有一定的限制。例如,下面的例子中的n就不是原子級(jí)別的:

          package mythread;

          public class JoinThread extends Thread
          {
              
          public static volatile int n = 0;
              public void run()
              {
                  
          for (int i = 0; i < 10; i++)
                      
          try
                  {
                          n 
          = n + 1;
                          sleep(
          3); // 為了使運(yùn)行結(jié)果更隨機(jī),延遲3毫秒

                      }
                      
          catch (Exception e)
                      {
                      }
              }

              
          public static void main(String[] args) throws Exception
              {

                  Thread threads[] 
          = new Thread[100];
                  
          for (int i = 0; i < threads.length; i++)
                      
          // 建立100個(gè)線(xiàn)程
                      threads[i] = new JoinThread();
                  
          for (int i = 0; i < threads.length; i++)
                      
          // 運(yùn)行剛才建立的100個(gè)線(xiàn)程
                      threads[i].start();
                  
          for (int i = 0; i < threads.length; i++)
                      
          // 100個(gè)線(xiàn)程都執(zhí)行完后繼續(xù)
                      threads[i].join();
                  System.out.println(
          "n=" + JoinThread.n);
              }
          }

               如果對(duì)n的操作是原子級(jí)別的,最后輸出的結(jié)果應(yīng)該為n=1000,而在執(zhí)行上面積代碼時(shí),很多時(shí)侯輸出的n都小于1000,這說(shuō)明n=n+1不是原子級(jí)別的操作。原因是聲明為volatile的簡(jiǎn)單變量如果當(dāng)前值由該變量以前的值相關(guān),那么volatile關(guān)鍵字不起作用,也就是說(shuō)如下的表達(dá)式都不是原子操作:

          = n + 1;
          n
          ++;

                如果要想使這種情況變成原子操作,需要使用synchronized關(guān)鍵字,如上的代碼可以改成如下的形式:
          package mythread;

          public class JoinThread extends Thread
          {
              
          public static int n = 0;

              
          public static synchronized void inc()
              {
                  n
          ++;
              }
              
          public void run()
              {
                  
          for (int i = 0; i < 10; i++)
                      
          try
                      {
                          inc(); 
          // n = n + 1 改成了 inc();
                          sleep(3); // 為了使運(yùn)行結(jié)果更隨機(jī),延遲3毫秒

                      }
                      
          catch (Exception e)
                      {
                      }
              }

              
          public static void main(String[] args) throws Exception
              {

                  Thread threads[] 
          = new Thread[100];
                  
          for (int i = 0; i < threads.length; i++)
                      
          // 建立100個(gè)線(xiàn)程
                      threads[i] = new JoinThread();
                  
          for (int i = 0; i < threads.length; i++)
                      
          // 運(yùn)行剛才建立的100個(gè)線(xiàn)程
                      threads[i].start();
                  
          for (int i = 0; i < threads.length; i++)
                      
          // 100個(gè)線(xiàn)程都執(zhí)行完后繼續(xù)
                      threads[i].join();
                  System.out.println(
          "n=" + JoinThread.n);
              }
          }

              上面的代碼將n=n+1改成了inc(),其中inc方法使用了synchronized關(guān)鍵字進(jìn)行方法同步。因此,在使用volatile關(guān)鍵字時(shí)要慎重,并不是只要簡(jiǎn)單類(lèi)型變量使用volatile修飾,對(duì)這個(gè)變量的所有操作都是原來(lái)操作,當(dāng)變量的值由自身的上一個(gè)決定時(shí),如n=n+1、n++等,volatile關(guān)鍵字將失效,只有當(dāng)變量的值和自身上一個(gè)值無(wú)關(guān)時(shí)對(duì)該變量的操作才是原子級(jí)別的,如n = m + 1,這個(gè)就是原級(jí)別的。所以在使用volatile關(guān)鍵時(shí)一定要謹(jǐn)慎,如果自己沒(méi)有把握,可以使用synchronized來(lái)代替volatile。

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          posted on 2009-03-14 16:44 銀河使者 閱讀(9414) 評(píng)論(10)  編輯  收藏 所屬分類(lèi): java 原創(chuàng)多線(xiàn)程

          評(píng)論

          # re: Java多線(xiàn)程初學(xué)者指南(6):慎重使用volatile關(guān)鍵字  回復(fù)  更多評(píng)論   

          使用volatile關(guān)鍵字時(shí)該變量必須獨(dú)立于程序的其他內(nèi)容和這個(gè)變量以前的值。
          btw:n++的動(dòng)作實(shí)際由“讀,添加,寫(xiě)”三個(gè)步驟組成的,并不是原子操作。
          2009-03-15 09:00 | Leo1734

          # re: Java多線(xiàn)程初學(xué)者指南(6):慎重使用volatile關(guān)鍵字  回復(fù)  更多評(píng)論   

          volatile的原子操作是將讀、寫(xiě)合二為一了,保證了其他線(xiàn)程讀取變量時(shí)總是最新的,如果變量的值和自身以前的值相關(guān),則volatile不起作用,如n++、n=n-1等。
          2009-03-15 09:19 | 銀河使者

          # re: Java多線(xiàn)程初學(xué)者指南(6):慎重使用volatile關(guān)鍵字  回復(fù)  更多評(píng)論   

          @Leo1734
          如果從bytecode角度看,Java源代碼級(jí)的很多操作都不是原子的,javac將其編譯成bytecode時(shí)都有多步組成。n = m也是由多步組成的,不過(guò)要給n加上volatile,n=m就是原子級(jí)的操作。
          2009-03-15 09:21 | 銀河使者

          # re: Java多線(xiàn)程初學(xué)者指南(6):慎重使用volatile關(guān)鍵字  回復(fù)  更多評(píng)論   

          受教了,謝謝各位
          2009-03-15 11:59 | 習(xí)習(xí)

          # re: Java多線(xiàn)程初學(xué)者指南(6):慎重使用volatile關(guān)鍵字[未登錄](méi)  回復(fù)  更多評(píng)論   

          volatile是保證變量對(duì)其他線(xiàn)程的可見(jiàn)性
          2009-03-16 11:46 | jbahamut

          # re: Java多線(xiàn)程初學(xué)者指南(6):慎重使用volatile關(guān)鍵字  回復(fù)  更多評(píng)論   

          其實(shí)我覺(jué)得這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該是線(xiàn)程的問(wèn)題,主要是線(xiàn)程執(zhí)行的時(shí)間可能有兩個(gè)同時(shí)獲取這個(gè)int值,然后第一個(gè)線(xiàn)程增加后,第二個(gè)線(xiàn)程在增加,覆蓋了其值,主要是線(xiàn)程沒(méi)有對(duì)n 這個(gè)變量加鎖,造成多個(gè)線(xiàn)程同時(shí)讀取相同的值
          2009-03-16 13:21 | guming123416

          # re: Java多線(xiàn)程初學(xué)者指南(6):慎重使用volatile關(guān)鍵字  回復(fù)  更多評(píng)論   

          @guming123416
          至于為什么volatile在某些時(shí)候不好使,這得問(wèn)JVM了,可能是實(shí)現(xiàn)機(jī)制的問(wèn)題,如果想保險(xiǎn)點(diǎn),應(yīng)盡量少用volatile。thanking in java的作者也建議少用volatile。
          2009-03-16 13:52 | 銀河使者

          # re: Java多線(xiàn)程初學(xué)者指南(6):慎重使用volatile關(guān)鍵字  回復(fù)  更多評(píng)論   

          你上面的我兩個(gè)在JDK1.6上執(zhí)行都是n=1000啊,似乎volatile有用,這還是原子操作哈
          2009-03-19 19:21 | qiulijian

          # re: Java多線(xiàn)程初學(xué)者指南(6):慎重使用volatile關(guān)鍵字  回復(fù)  更多評(píng)論   

          @qiulijian
          你多運(yùn)行幾次,如運(yùn)行20次再說(shuō),第一個(gè)例子不同步,第二個(gè)例子是同步的
          2009-03-19 19:29 | 銀河使者

          # re: Java多線(xiàn)程初學(xué)者指南(6):慎重使用volatile關(guān)鍵字  回復(fù)  更多評(píng)論   

          這里有自動(dòng)拆封箱操作,n的對(duì)象一直在變化。
          2015-08-26 16:40 | 皮鞋錚亮
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