多线程中对static和volatile的理解

问题来源于编码规范的一个例子

一. 关于server模式下的主存和工作内存  

规则40     多线程访问同一个可变变量，需增加同步机制
说明：根据Java Language Specification中对Java内存模型的定义, JVM中存在一个主内存(Java Heap Memory)，Java中所有变量都储存在主存中，对于所有线程都是共享的。每个线程都有自己的工作内存(Working Memory)，工作内存中保存的是主存中某些变量的拷贝，线程对所有变量的操作都是在工作内存中进行，线程之间无法相互直接访问，变量传递均需要通过主存完成。根据上述内存模型的定义，要在多个线程间安全的同步共享数据就必须使用锁机制，将某线程中更新的数据从其工作内存中刷新至主内存，并确保其他线程从主内存获取此数据更新后的值再使用。
示例：
     不好：下面的代码中，没有对可变数据stopRequested的访问做同步。程序期望在一秒钟后线程能停止。但在用java 1.6的server模式运行此程序（Java –server StopThread）时，程序陷入死循环，不能结束。

public class StopThread 
{
    private static boolean stopRequested;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException 
{
        Thread backgroundThread = new Thread(new Runnable() 
{
            public void run() 
{
                int i = 0;
                while (!stopRequested)
{
                    i++;
                     }
            }
        });

        backgroundThread.start();

        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        stopRequested = true;
    }
}

 

     

 

这里为什么会陷入死循环,永远不会停止呢?

参考两篇文章

http://m.blog.csdn.net/blog/lyy5682077/17588155

http://www.cnblogs.com/trytocatch/archive/2013/01/07/2850002.html

JIT或HotSpot编译器在server模式和client模式编译不同，server模式为了使线程运行更快，如果其中一个线程更改了变量boolean flag 的值，那么另外一个线程会看不到，因为另外一个线程为了使得运行更快所以从寄存器或者本地cache中取值，而不是从内存中取值，那么使用volatile后，就告诉不论是什么线程，被volatile修饰的变量都要从内存中取值。《内存栅栏》

 

java在server模式下,各个线程使用各自的工作内存,一个线程改变了变量的值,另外一个线程并不会从主存中取

 

上面例子中的问题,变量stopRequested前加上volatile可以解决:

增加了 synchronized同步机制后，程序就能正确地在 1秒后终止。另一个方案是在变量前增加     volatile 关键字。

public class StopThread 
{
    private static boolean stopRequested;
    
    private static synchronized void requestStop() 
{
        stopRequested = true;
    }
    
    private static synchronized boolean isStopRequested() 
{
        return stopRequested;
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException 
{
        Thread backgroundThread = new Thread(new Runnable() 
{
            public void run() 
{
                int i = 0;
                while (!isStopRequested()) 
{
                    i++;
                     }
            }
        });

        backgroundThread.start();

        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        requestStop();
    }
}

 

 

二. static和volatile的区别

参考http://blog.sina.com.cn/s/blog_4e1e357d0101i486.html

1. volatile是告诉编译器,每次取这个变量的值都需要从主存中取,而不是用自己线程工作内存中的缓存.

2. static 是说这个变量,在主存中所有此类的实例用的是同一份,各个线程创建时需要从主存同一个位置拷贝到自己工作内存中去(而不是拷贝此类不同实例中的这个变量的值),也就是说只能保证线程创建时,变量的值是相同来源的,运行时还是使用各自工作内存中的值,依然会有不同步的问题.