• Volatile关键字实现原理


    1、认识volatile关键字

           volatile是java提供的一种同步手段,只不过它是轻量级的同步,为什么这么说,因为volatile只能保证多线程的内存可见性,不能保证多线程的执行有序性。而最彻底的同步要保证有序性和可见性,例如synchronized。任何被volatile修饰的变量,都不拷贝副本到工作内存,任何修改都及时写在主存。因此对于volatile修饰的变量的修改,所有线程马上就能看到,但是volatile不能保证对变量的修改是有序的。

    程序的局部执行原理

    Java内存模型

    jvm将内存组织为主内存和工作内存两个部分。
           主内存主要包括本地方法区和堆。每个线程都有一个工作内存,工作内存中主要包括两部分,一个是属于该线程私有的栈,另一个是对主存部分变量拷贝的寄存器(包括程序计数器PC和cpu工作的高速缓存区)

    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

     

     

    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

    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)

    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

    volatilesynchronized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

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