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          在java線程并發(fā)處理中,有一個關(guān)鍵字volatile的使用目前存在很大的混淆,以為使用這個關(guān)鍵字,在進(jìn)行多線程并發(fā)處理的時候就可以萬事大吉。

          Java語言是支持多線程的,為了解決線程并發(fā)的問題,在語言內(nèi)部引入了 同步塊 和 volatile 關(guān)鍵字機(jī)制。

           

          synchronized 

          同步塊大家都比較熟悉,通過 synchronized 關(guān)鍵字來實(shí)現(xiàn),所有加上synchronized 和 塊語句,在多線程訪問的時候,同一時刻只能有一個線程能夠用

          synchronized 修飾的方法 或者 代碼塊。

           

          volatile

          用volatile修飾的變量,線程在每次使用變量的時候,都會讀取變量修改后的最的值。volatile很容易被誤用,用來進(jìn)行原子性操作。

           

          下面看一個例子,我們實(shí)現(xiàn)一個計(jì)數(shù)器,每次線程啟動的時候,會調(diào)用計(jì)數(shù)器inc方法,對計(jì)數(shù)器進(jìn)行加一

           

          執(zhí)行環(huán)境——jdk版本:jdk1.6.0_31 ,內(nèi)存 :3G   cpu:x86 2.4G

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          public class Counter {
            
              public static int count = 0;
            
              public static void inc() {
            
                  //這里延遲1毫秒,使得結(jié)果明顯
                  try {
                      Thread.sleep(1);
                  } catch (InterruptedException e) {
                  }
            
                  count++;
              }
            
              public static void main(String[] args) {
            
                  //同時啟動1000個線程,去進(jìn)行i++計(jì)算,看看實(shí)際結(jié)果
            
                  for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                      new Thread(new Runnable() {
                          @Override
                          public void run() {
                              Counter.inc();
                          }
                      }).start();
                  }
            
                  //這里每次運(yùn)行的值都有可能不同,可能為1000
                  System.out.println("運(yùn)行結(jié)果:Counter.count=" + Counter.count);
              }
          }
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          運(yùn)行結(jié)果:Counter.count=995
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          實(shí)際運(yùn)算結(jié)果每次可能都不一樣,本機(jī)的結(jié)果為:運(yùn)行結(jié)果:Counter.count=995,可以看出,在多線程的環(huán)境下,Counter.count并沒有期望結(jié)果是1000
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          很多人以為,這個是多線程并發(fā)問題,只需要在變量count之前加上volatile就可以避免這個問題,那我們在修改代碼看看,看看結(jié)果是不是符合我們的期望
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          public class Counter {
            
              public volatile static int count = 0;
            
              public static void inc() {
            
                  //這里延遲1毫秒,使得結(jié)果明顯
                  try {
                      Thread.sleep(1);
                  } catch (InterruptedException e) {
                  }
            
                  count++;
              }
            
              public static void main(String[] args) {
            
                  //同時啟動1000個線程,去進(jìn)行i++計(jì)算,看看實(shí)際結(jié)果
            
                  for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                      new Thread(new Runnable() {
                          @Override
                          public void run() {
                              Counter.inc();
                          }
                      }).start();
                  }
            
                  //這里每次運(yùn)行的值都有可能不同,可能為1000
                  System.out.println("運(yùn)行結(jié)果:Counter.count=" + Counter.count);
              }
          }

          運(yùn)行結(jié)果:Counter.count=992

          運(yùn)行結(jié)果還是沒有我們期望的1000,下面我們分析一下原因

           

          在 java 垃圾回收整理一文中,描述了jvm運(yùn)行時刻內(nèi)存的分配。其中有一個內(nèi)存區(qū)域是jvm虛擬機(jī)棧,每一個線程運(yùn)行時都有一個線程棧,

          線程棧保存了線程運(yùn)行時候變量值信息。當(dāng)線程訪問某一個對象時候值的時候,首先通過對象的引用找到對應(yīng)在堆內(nèi)存的變量的值,然后把堆內(nèi)存

          變量的具體值load到線程本地內(nèi)存中,建立一個變量副本,之后線程就不再和對象在堆內(nèi)存變量值有任何關(guān)系,而是直接修改副本變量的值,

          在修改完之后的某一個時刻(線程退出之前),自動把線程變量副本的值回寫到對象在堆中變量。這樣在堆中的對象的值就產(chǎn)生變化了。下面一幅圖

          描述這寫交互

           

          java volatile1

           

           

          read and load 從主存復(fù)制變量到當(dāng)前工作內(nèi)存
          use and assign  執(zhí)行代碼,改變共享變量值
          store and write 用工作內(nèi)存數(shù)據(jù)刷新主存相關(guān)內(nèi)容

          其中use and assign 可以多次出現(xiàn)

          但是這一些操作并不是原子性,也就是 在read load之后,如果主內(nèi)存count變量發(fā)生修改之后,線程工作內(nèi)存中的值由于已經(jīng)加載,不會產(chǎn)生對應(yīng)的變化,所以計(jì)算出來的結(jié)果會和預(yù)期不一樣

          對于volatile修飾的變量,jvm虛擬機(jī)只是保證從主內(nèi)存加載到線程工作內(nèi)存的值是最新的

          例如假如線程1,線程2 在進(jìn)行read,load 操作中,發(fā)現(xiàn)主內(nèi)存中count的值都是5,那么都會加載這個最新的值

          在線程1堆count進(jìn)行修改之后,會write到主內(nèi)存中,主內(nèi)存中的count變量就會變?yōu)?

          線程2由于已經(jīng)進(jìn)行read,load操作,在進(jìn)行運(yùn)算之后,也會更新主內(nèi)存count的變量值為6

          導(dǎo)致兩個線程及時用volatile關(guān)鍵字修改之后,還是會存在并發(fā)的情況。

          愛公司的程序員
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          posted on 2012-10-18 10:38 abin 閱讀(296) 評論(0)  編輯  收藏 所屬分類: JavaMultithread
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