Java多线程-线程关键字（二）

Java中和线程相关的关键字就两：volatile和synchronized。

volatile以前用得较少，以后会用得更少（后面解释）。它是一种非常轻量级的同步机制，它的三大特性是：

1、保证可见性，即强制将CPU高速缓存的数据立即写入主存，会导致其他CPU核中对应的高速缓存内容无效，就像这样：

 

如果由于同步需要，某行代码使用了volatile关键字，那么当CPU内核1收到指令时，会立即将它位于高速缓存中的数据（这里是字符串“1”）写到主存中去，那么其余的数据（“哈哈”、“test”、9.9）会全部失效。

2、有序性（禁止指令重排）

所谓指令重排，就是对于int a = 0、 int b = 1这类赋值语句，编译成class字节码时，a = 0，b = 1的顺序可能会因为编译器的优化而导致和书写时的顺序不一致。但如果有c = a + b，那么这行代码必须在前两句的后面执行。这个不用深究，知道就好了。

3、不保证原子性

所谓不保证原子性，就是如果遇到多个线程同时执行i = i + 1，那么i可能就不能保证仅仅被加1了。

根据Java的内存模型整理出如下这些规则，看看就好，能理解就记住，理解不了也没关系，不用记：

 

 

下面还是以代码来说明：

public class VolatileTest extends Thread {
    static boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        while (flag) {
        }
        System.out.println("子线程结束");
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        new Thread(new VolatileTest()).start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        flag = false;
        System.out.println("主线程结束");
    }
}

加上volatile之后，子线程就不会一直卡住了：

public class VolatileTest2 extends Thread {
    volatile static boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        while (flag) {
        }
        System.out.println("子线程结束");
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        new Thread(new VolatileTest2()).start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        flag = false;
        System.out.println("主线程结束");
    }
}

其实在第一个类VolatileTest中，即使不用volatile关键字，也能让程序正常结束，只需要添加一行代码就行了：

public class VolatileTest3 extends Thread {
    static boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        while (flag) {
            // 只要在这里随便加一行代码，虽然原理不同，但效果和加了volatile一样
            System.out.println(" ");
        }
        System.out.println("子线程结束");
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        new Thread(new VolatileTest3()).start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        flag = false;
        System.out.println("主线程结束");
    }
}

总结一下，适应volatile的条件：

1、对变量的写操作不依赖于当前值，就是不会出现 x++ 或 x = x + y 这样的自增性质的语句；

2、变量没有包含在具有其他变量的代码中，就是不会出现 if(x > y) { // dosomething; } 这样的语句，因为这样的话，dosomething就不是线程安全的。

所以适合使用volatile的场景是：

1、状态标记量

2、双重检查

状态标记量：只设置简单的状态值，希望立即看到，且无其他变量参与。之前Volatile2中的flag就是这样的状态标记量。

双重检查（这个有点生僻冷门，不深究）。

因为目前synchronized的性能已经有了大幅提升，而且机器硬件的性能也较之前翻了几十倍，volatile存在的意义已经不大了。所以如果对volatile的理解不够深入，就干脆不用理解了。

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再来看另一个重量级选手：synchronized

 

synchronized关键字用于解决多个线程之间的资源共享问题，通常有三大作用域：

 

1、静态方法：public synchronized static void methodName()，进入方法前要获得当前类对象的锁；

 

2、实例方法：public synchronized void methodName()，进入方法前要获得当前对象实例的锁；

 

3、代码块：最常用，指定一个特别的加锁对象，进入同步代码块前要获得这个对象锁。

 

这几个就不一个个地说了，因为网上这类例子太多了。

 

就简单说一下volatile和synchronized的比较：

 

1、volatile是synchronized的轻量级实现，性能要比synchronized要好；

 

2、volatile只能修饰变量，synchronized只能修饰方法和代码块；

 

3、volatile不会造成阻塞，synchronized会。

 

最后再说一个我之前遇到的小问题：

 

如果使用的IDE是Eclipse，那么当前活动的线程数量可能是1；

 

但如果使用的IDE是IDEA，那么当前活动的线程数量可能是2；

 

有图为证：

 

 

 这是因为在IDEA中多了一个Monitor Ctrl-Break。