Volatile关键字实现原理
1、认识volatile关键字
程序举例
用一个线程读数据,一个线程改数据
存在数据的不一致性
2、机器硬件CPU与JMM
(1)CPU Cache模型
程序的局部执行原理
(2)CPU缓存的一致性问题
解决方案:
1)总线加锁(粒度太大)
2)MESI()
- 读操作:不做任何事情,把Cache中的数据读到寄存器
- 写操作:发出信号通知其他的CPU讲改变量的Cache line置为无效,其他的CPU要访问这个变量的时候,只能从内存中获取。
Cache line CPU的cache中会增加很多的Cache line
(3)Java内存模型
1) 主存中的数据所有线程都可以访问(共享数据)
2) 每个线程都有自己的工作空间,(本地内存)(私有数据)
3) 工作空间数据:局部变量、内存的副本
4) 线程不能直接修改内存中的数据,只能读到工作空间来修改,修改完成后刷新到内存
3、Volatile关键字的语义分析
volatile作用:让其他线程能够马上感知到某一线程多某个变量的修改
(1)保证可见性
对共享变量的修改,其他的线程马上能感知到
不能保证原子性 读、写、(i++)
(2)保证有序性
重排序(编译阶段、指令优化阶段)
输入程序的代码顺序并不是实际执行的顺序
重排序后对单线程没有影响,对多线程有影响
Volatile
Happens-before
volatile规则:
对于volatile修饰的变量:
(1)volatile之前的代码不能调整到他的后面
(2)volatile之后的代码不能调整到他的前面(as if seria)
(3)霸道(位置不变化)
Int i=0;
Int a=3;
Int b=5;
Volatile Int j=3;
Int i=0;
Int a=3;
Int b=5;
Int m=i+j;
I++;
J++;
(3)volatile的原理和实现机制(锁、轻量级)
HSDIS --反编译---汇编
Java --class---JVM---》ASM文件
Volatile int a ;
Lock :a
4、Volatile的使用场景
(1)状态标志(开关模式)
public class ShutDowsnDemmo extends Thread{
private volatile boolean started=false;
@Override
public void run() {
while(started){
dowork();
}
}
public void shutdown(){
started=false;
}
}
(2)双重检查锁定(double-checked-locking)
DCL(7)
public class Singleton {
private volatile static Singleton instance;
public static Singleton getInstance(){
if(instance==null){
synchronized (Singleton.class){
instance=new Singleton();
}
}
return instance;
}
}
(3)需要利用顺序性
5、volatile与synchronized的区别
(1)使用上的区别
Volatile只能修饰变量,synchronized只能修饰方法和语句块
(2)对原子性的保证
synchronized可以保证原子性,Volatile不能保证原子性
(3)对可见性的保证
都可以保证可见性,但实现原理不同
Volatile对变量加了lock,synchronized使用monitorEnter和monitorexit monitor JVM
(4)对有序性的保证
Volatile能保证有序,synchronized可以保证有序性,但是代价(重量级)并发退化到串行
(5)其他
synchronized引起阻塞
Volatile不会引起阻塞