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Java中Volatile详解

当前的Java内存模型下,线程可以把变量保存在本地内存(比如机器的寄存器)中,而不是直接在主存中进行读写。这就可能造成一个线程在主存中修改了一个变量的值,而另外一个线程还继续使用它在寄存器中的变量值的拷贝,造成数据的不一致。 



要解决这个问题,只需要像在本程序中的这样,把该变量声明为volatile(不稳定的)即可,这就指示JVM,这个变量是不稳定的,每次使用它都到主存中进行读取。一般说来,多任务环境下各任务间共享的标志都应该加volatile修饰。 


Volatile修饰的成员变量在每次被线程访问时,都强迫从共享内存中重读该成员变量的值。而且,当成员变量发生变化时,强迫线程将变化值回写到共享内存。这样在任何时刻,两个不同的线程总是看到某个成员变量的同一个值。 

 

用volatile和不用volatile的区别,运行一下,就知道了。

不用volatile:

 

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  1. package com.keyword;  
  2.   
  3. public class TestWithoutVolatile {  
  4.     private static boolean bChanged;  
  5.   
  6.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
  7.         new Thread() {  
  8.   
  9.             @Override  
  10.             public void run() {  
  11.                 for (;;) {  
  12.                     if (bChanged == !bChanged) {  
  13.                         System.out.println("!=");  
  14.                         System.exit(0);  
  15.                     }  
  16.                 }  
  17.             }  
  18.         }.start();  
  19.         Thread.sleep(1);  
  20.         new Thread() {  
  21.   
  22.             @Override  
  23.             public void run() {  
  24.                 for (;;) {  
  25.                     bChanged = !bChanged;  
  26.                 }  
  27.             }  
  28.         }.start();  
  29.     }  
  30.   
  31. }  


运行后,程序进入死循环了,一直在运行。

 

 

用volatile:

 

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  1. package com.keyword;  
  2.   
  3. public class TestWithVolatile {  
  4.     private static volatile boolean bChanged;  
  5.   
  6.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  
  7.         new Thread() {  
  8.   
  9.             @Override  
  10.             public void run() {  
  11.                 for (;;) {  
  12.                     if (bChanged == !bChanged) {  
  13.                         System.out.println("!=");  
  14.                         System.exit(0);  
  15.                     }  
  16.                 }  
  17.             }  
  18.         }.start();  
  19.         Thread.sleep(1);  
  20.         new Thread() {  
  21.   
  22.             @Override  
  23.             public void run() {  
  24.                 for (;;) {  
  25.                     bChanged = !bChanged;  
  26.                 }  
  27.             }  
  28.         }.start();  
  29.     }  
  30.   
  31. }  


程序输出!=,然后马上退出。

 

但是,很多情况下,用不用volatile,感觉不出什么区别,什么时候要用volatile呢?看看JDK里使用volatile的类。

比如java.util.regex.Pattern里的变量:

 

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  1. private transient volatile boolean compiled = false;  


还有,java.lang.System的变量:

 

 

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  1. private static volatile Console cons = null;  


一般就是初始化的时候,需要用到volatile。

 

java.util.Scanner里的变量,如:

 

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  1. private static volatile Pattern boolPattern;  
  2. private static volatile Pattern separatorPattern;  
  3. private static volatile Pattern linePattern;  


初始化boolPattern的代码:

 

 

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  1. private static Pattern boolPattern() {  
  2.         Pattern bp = boolPattern;  
  3.         if (bp == null)  
  4.             boolPattern = bp = Pattern.compile(BOOLEAN_PATTERN,  
  5.                                           Pattern.CASE_INSENSITIVE);  
  6.         return bp;  
  7. }  

 

 

上面的情况,可以使用synchronized来对boolPattern加锁,但是synchronized开销比volatile大,volatile能够胜任上面的工作。

 

volatile不保证原子操作,所以,很容易读到脏数据。

 

使用建议:在两个或者更多的线程访问的成员变量上使用volatile。当要访问的变量已在synchronized代码块中,或者为常量时,不必使用

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