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Java中的关键字volatile知识点总结

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  • 作者:码农之家原创
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Java中的关键字volatile详解

这篇文章主要知识点是关于Java关键字volatile,java,volatile用法,Java中的关键字volatile详解,简单了解java volatile 的内容,如果大家想对相关知识点有系统深入的学习,可以参阅以下电子书

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volatile关键字经常用来修饰变量。不过,volatile本身很容易被误用。本篇就介绍一下volatile的原理和使用方式。

在介绍volatile关键字原理前,我们首先要了解JVM运行时的内存分配逻辑。

Java中的关键字volatile详解

对于成员变量i,它存储在堆内存中。每个线程在运行时都会有一个自己的线程栈,线程如果要访问类的成员变量i,会通过引用获取到堆中变量i实际的值10,然后把这个变量值拷贝到自己的栈内存中,作为一个变量副本,之后线程便不再会与堆中的变量有实际联系。每个线程都有一个自己的本地副本,相互隔离。线程访问自己栈内存的效率比访问堆的效率高。线程对变量i值的修改,只会修改自己线程副本中的值,修改结束后,在线程退出前,会把自己线程副本中的值,刷新到堆中。

保证内存可见性

对于如下代码:

public class VolatileTest implements Runnable{
  //volatile
  private static boolean flag = false;
  

  @Override
  public void run() {
    while (!flag){
      System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"执行中");
    }
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() +"执行完毕");
  }
  
  //main线程
  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    new Thread(new VolatileTest(), "支线程Volatile").start();
    Thread.sleep(1000);
    flag = true;
  }

}

大多数时候可以正常中断,但是一旦发送异常,便会导致线程死循环。所以需要在flag标志上加一个volatile关键字。对于加了volatile关键字的变量值,线程1修改了这个值的话,会强制将修改值直接写入堆内存中,其他线程各自线程栈中的变量副本无效,只能去堆中取最新的变量值。多个线程之间的内存可见得以保证。
值得注意的是,volatile关键字不能保证原子性。

private volatile int i;

i++;

i ++ 这个操作涉及到获取值,自增和赋值3部分。无法直接完成。上面想要以volatile来实现原子性的写法是错误的。

禁止指令重排

现代JVM对代码的执行顺序有一定的优化。例如:

int a = 4;
int b = 5;
int c = a + b; 

上面3条指令进过JVM优化以后,时间的执行顺序不一定是从上到下,有可能是 第二条--->第一条-->第三条。总之不会影响最终执行结果。

但是在多线程情况下,如下代码就会有风险:

//线程1:
context = loadContext();  
inited = true;       
 
//线程2:
while(!inited ){
 
}
doSomething(context);

线程1的两条语句之间没有依赖性,经过指令重排后,有可能inited置为true以后,context还没有初始化。线程2发现inited为true,以为初始化完成,结束循环,用时间还没有初始化的context去执行doSomething()方法。报错。所以我们可以用volatile关键字修饰inited,保证context初始化。

以上所述是小编给大家介绍的Java中的关键字volatile详解整合,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对码农之家网站的支持!

简单了解java volatile

内存模型基本概念

计算机在执行程序时,每条指令都是在CPU中执行的,而执行指令过程中,势必涉及到数据的读取和写入。由于程序运行过程中的临时数据是存放在主存(物理内存)当中的,这时就存在一个问题,由于CPU执行速度很快,而从内存读取数据和向内存写入数据的过程跟CPU执行指令的速度比起来要慢的多,因此如果任何时候对数据的操作都要通过和内存的交互来进行,会大大降低指令执行的速度。因此在CPU里面就有了高速缓存。

简单了解java volatile

并发编程中的三个概念

1、原子性

即一个操作或者多个操作,要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断,要么就都不执行。

2、可见性

指当多个线程访问同一个变量时,一个线程修改了这个变量的值,其他线程能够立即看得到修改的值。

3、有序性

即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。一般来说,处理器为了提高程序运行效率,可能会对输入代码进行优化,它不保证程序中各个语句的执行先后顺序同代码中的顺序一致,但是它会保证程序最终执行结果和代码顺序执行的结果是一致的。

Java内存模型

在Java虚拟机规范中试图定义一种Java内存模型(Java Memory Model,JMM)来屏蔽各个硬件平台和操作系统的内存访问差异,以实现让Java程序在各种平台下都能达到一致的内存访问效果。那么Java内存模型规定了哪些东西呢,它定义了程序中变量的访问规则,往大一点说是定义了程序执行的次序。注意,为了获得较好的执行性能,Java内存模型并没有限制执行引擎使用处理器的寄存器或者高速缓存来提升指令执行速度,也没有限制编译器对指令进行重排序。也就是说,在java内存模型中,也会存在缓存一致性问题和指令重排序的问题。

简单了解java volatile

注意,图中的工作内存实际上就对应于硬件层面上的cpu cache。

volatile关键字

它保证了可见性和有序性,但是它不保证原子性。

下面这段话摘自《深入理解Java虚拟机》:

“观察加入volatile关键字和没有加入volatile关键字时所生成的汇编代码发现,加入volatile关键字时,会多出一个lock前缀指令”

lock前缀指令实际上相当于一个内存屏障(也成内存栅栏),内存屏障会提供3个功能:

1.它确保指令重排序时不会把其后面的指令排到内存屏障之前的位置,也不会把前面的指令排到内存屏障的后面;即在执行到内存屏障这句指令时,在它前面的操作已经全部完成;

2.它会强制将对缓存的修改操作立即写入主存;

3.如果是写操作,它会导致其他CPU中对应的缓存行无效。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持码农之家。

以上就是本次给大家分享的全部知识点内容总结,大家还可以在下方相关文章里找到vue项目中使用md5加密以及、 儿童python编程入门书籍推、 解决axios.interceptors.respon、 等java文章进一步学习,感谢大家的阅读和支持。

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学习笔记
网友NO.990936

Java关键字volatile和synchronized作用和区别

volatile是变量修饰符,而synchronized则是作用于一段代码或方法;如下三句get代码: int i1;int geti1() {return i1;}volatile int i2;int geti2() {return i2;}int i3;synchronized int geti3() {return i3;} geti1() 得到存储在当前线程中i1的数值。多个线程有多个i1变量拷贝,而且这些i1之间可以相互不同。换句话说,另一个线程可能已经改变了它线程内的i1值,而这个值可以和当前线程中的i1值不相同。 在Java内存模型中,有main memory(主内存区域),这里存放了变量目前的“准确值”,每个线程也有自己的memory(例如寄存器)。为了性能,一个线程会在自己的memory中保存要访问的变量的副本。这样就会出现同一个变量在某个瞬间,在一个线程的memory中的值可能与另外一个线程memory的值,或者main memory的值不一致的情况。因此实际上存在一种可能:main memory的值i1值是1,线程1里的i1是2,线程2里的i1值是3,这在线程1和线程2都改变了他们各自的i1值,而且这个改变还没来得及传给main memory 或其他线程时就会发生。 geti2() 得到的是main memory的i2数值。一个变量声明为volatile,就意味着这个变量是随时会被其他线程修改的,因此不能将它cache在线程memory中。换句话说,一个变量经过volatile修饰后在所有线程中必须是同步的,任何线程中改变了它的值,所有其他线程立即获……

网友NO.948364

详解Java高阶语法Volatile

背景:听说Volatile Java高阶语法亦是挺进BAT的必经之路。 Volatile: volatile同步机制又涉及Java内存模型中的可见性、原子性和有序性,恶补基础一波。 可见性: 可见性简单的说是线程之间的可见性,一个线程修改的状态对另一个线程是可见对,也就是一个线程的修改结果另一个线程可以马上看到;但通常,我们无法确保执行读操作的线程能够时时的看到其他线程写入的值,So为了确保多个线程之间对内存写入操作可见性,必须使用同步机制;如用volatile修饰的变量就具有可见性,volatile修饰的变量不允许线程内部缓存和重排序,而是直接修改内存,所以对其他线程来说是可见的;但volatile只能保证被修饰的内容具有可见性,并不具备原子性,如volatile int vipNumber = 100,之后有一个vipNumber++ 的操作,这个变量vipNumber具有可见性,但是vipNumber++ 依然是一个非原子操作,也就是说这个操作同样存在线程安全问题。 原子性: 原子具有不可分割的特性,如int age = 22,这个操作是不可分割的,那么称其为原子操作,具有原子性;再比如age++,这个操作实际是age = age + 1,其是可分割的,So它不是一个原子操作;而非原子操作都会存在线程安全问题,需要我们使用同步技术(synchronized)来让它变成一个原子操作;Java的concurrent包下提供了一些原子……

网友NO.362628

java中volatile和synchronized的区别与联系

java中volatile和synchronized的区别与联系 这个可能是最好的对比volatile和synchronized作用的文章了。volatile是一个变量修饰符,而synchronized是一个方法或块的修饰符。所以我们使用这两种关键字来指定三种简单的存取变量的方式 int i1; int geti1() {return i1;}volatile int i2; int geti2() {return i2;} int i3; synchronized int geti3() {return i3;} geti1()在当前线程中立即获取在i1变量中的值。线程可以获得变量的本地拷贝,而所获得的变量的值并不一定与其他线程所获得的值相同。特别是,如果其他的线程修改了i1的值,那么当前线程获得的i1的值可能与修改后的值有所差别。实际上,Java有一种主内存的机制,使用一个主内存来保存变量当前的正确的值。线程将变量的值拷贝到自己独立的内存中,而这些线程的内存拷贝可能与主内存中的值不同。所以实际当中可能发生这样的情况,在主内存中i1的值为1,线程1和线程2都更改了i1,但是却没把更新的值传回给主内存或其他线程中,那么可能在线程1中i1的值为2,线程2中i1的值却为3。 另一方面,geti2()可以有效的从主内存中获取i2的值。一个volatile类型的变量不允许线程从主内存中将变量的值拷贝到自己的存储空间。因此,一个声明为volatile类型的变量将在所有的线程中同步的获得数据,不论你在任何线程中更改了变……

网友NO.898184

深入理解Java中的volatile关键字(总结篇)

基本概念 -------------------------------------------------------------------------------- 先补充一下概念:Java 内存模型中的可见性、原子性和有序性。 可见性: 可见性是一种复杂的属性,因为可见性中的错误总是会违背我们的直觉。通常,我们无法确保执行读操作的线程能适时地看到其他线程写入的值,有时甚至是根本不可能的事情。为了确保多个线程之间对内存写入操作的可见性,必须使用同步机制。 可见性,是指线程之间的可见性,一个线程修改的状态对另一个线程是可见的。也就是一个线程修改的结果。另一个线程马上就能看到。比如:用volatile修饰的变量,就会具有可见性。volatile修饰的变量不允许线程内部缓存和重排序,即直接修改内存。所以对其他线程是可见的。但是这里需要注意一个问题,volatile只能让被他修饰内容具有可见性,但不能保证它具有原子性。比如 volatile int a = 0;之后有一个操作 a++;这个变量a具有可见性,但是a++ 依然是一个非原子操作,也就是这个操作同样存在线程安全问题。 在 Java 中 volatile、synchronized 和 final 实现可见性。 原子性: 原子是世界上的最小单位,具有不可分割性。比如 a=0;(a非long和double类型) 这个操作是不可分割的,那么我们说这个操作时原子操作。再比如:a++; 这个操作实际是a……

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