問題背景：

volatile是為了解決內(nèi)存可見性而生的，什么是內(nèi)存不可見性呢？

以下邊的代碼為例：

package com.dx.juc;public class VoltileTest {public static void main(String[] args) {MyThread thread=new MyThread();thread.start();while (true){if(thread.flag){System.out.println("thread flag is true");break;}}System.out.println("complete");} }class MyThread extends Thread {public boolean flag = false;@Overridepublic void run() {try {Thread.sleep(200);flag = true;System.out.println("flag is changed;" + flag);} catch (InterruptedException ex) {ex.printStackTrace();}} }

在線程thread開始執(zhí)行的過程中會吧thread.flag屬性值修改為true，一般情況下來說，main線程在while(true)循環(huán)內(nèi)部是可以檢測到thread.flag被修改了，而且我們希望是這樣子。但是程序運行起來的時候會發(fā)現(xiàn)flag在線程thread中被修改后，main線程并不能讀取到被修改的值。

輸出結(jié)果為：

此時，就是main一直在執(zhí)行while(true)循環(huán)操作。

出現(xiàn)問題的原因？

?

原因：

1）thread線程修改flag值時間晚于main獲取（拷貝）flag值（到main緩存）的時間；

2）同時main線程中讀取flag數(shù)據(jù)是從main線程的緩存中讀取，而不是直接從主存中讀取。

或用更簡潔的話來描述：

兩個線程操作共享數(shù)據(jù)時，彼此不可見，線程可見性導(dǎo)致的問題。

那么為什么要使用緩存？

• Register

寄存器是CPU的內(nèi)部組成單元,是CPU運算時取指令和數(shù)據(jù)的地方，速度很快，寄存器可以用來暫存指令、數(shù)據(jù)和地址。在CPU中，通常有通用寄存器，如指令寄存器IR；特殊功能寄存器，如程序計數(shù)器PC、sp等

• 寄存器的工作方式很簡單，只有兩步：（1）找到相關(guān)的位，（2）讀取這些位。
• Cache

緩存即就是用于暫時存放內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，若果寄存器要取內(nèi)存中的一部分數(shù)據(jù)時，可直接從緩存中取到，這樣可以調(diào)高速度。高速緩存是內(nèi)存的部分拷貝。

• 內(nèi)存的工作方式就要復(fù)雜得多：

（1）找到數(shù)據(jù)的指針。（指針可能存放在寄存器內(nèi)，所以這一步就已經(jīng)包括寄存器的全部工作了。）

（2）將指針?biāo)屯鶅?nèi)存管理單元（MMU），由MMU將虛擬的內(nèi)存地址翻譯成實際的物理地址。

（3）將物理地址送往內(nèi)存控制器（memory controller），由內(nèi)存控制器找出該地址在哪一根內(nèi)存插槽（bank）上。

（4）確定數(shù)據(jù)在哪一個內(nèi)存塊（chunk）上，從該塊讀取數(shù)據(jù)。

（5）數(shù)據(jù)先送回內(nèi)存控制器，再送回CPU，然后開始使用。

內(nèi)存的工作流程比寄存器多出許多步。每一步都會產(chǎn)生延遲，累積起來就使得內(nèi)存比寄存器慢得多。

為了緩解寄存器與內(nèi)存之間的巨大速度差異，硬件設(shè)計師做出了許多努力，包括在CPU內(nèi)部設(shè)置緩存、優(yōu)化CPU工作方式，盡量一次性從內(nèi)存讀取指令所要用到的全部數(shù)據(jù)等等。

?如何解決內(nèi)存不可見的問題？使用volatile

?使用java中的volatile實現(xiàn)內(nèi)存可見性

package com.dx.juc;public class VoltileTest {public static void main(String[] args) {MyThread thread = new MyThread();thread.start();while (true) {if (thread.isFlag()) {System.out.println("thread flag is true");break;}}System.out.println("complete");} }class MyThread extends Thread {private volatile boolean flag = false;@Overridepublic void run() {try {Thread.sleep(200);setFlag(true) ;System.out.println("flag is changed;" + isFlag());} catch (InterruptedException ex) {ex.printStackTrace();}}public boolean isFlag() {return flag;}public void setFlag(boolean flag) {this.flag = flag;} }

?使用了volatile后確實可以保證了內(nèi)存可見性，當(dāng)thread線程修改了flag的值時，會先把thread線程緩存中的值修改，立即把thread線程緩存中修改的值刷新到主存中，同時引用了被volatile修飾的變量所在的線程對應(yīng)緩存（清空）失效，此時main線程在while循環(huán)處理是檢測到緩存中無該變量值，則要從主存中獲取flag對象，因此，確保了數(shù)據(jù)的可見性。

用volatile修飾之后帶來的影響：

第一：使用volatile關(guān)鍵字會強制將修改的值立即寫入主存；

第二：使用volatile關(guān)鍵字的話，當(dāng)線程thread進行修改時，會導(dǎo)致線程main的工作內(nèi)存中緩存變量flag的緩存行無效（反映到硬件層的話，就是CPU的L1或者L2緩存中對應(yīng)的緩存行無效）；

第三：由于線程main的工作內(nèi)存中緩存變量flag的緩存行無效，所以線程main再次讀取變量flag的值時會去主存讀取。

那么在線程thread修改flag值時（當(dāng)然這里包括2個操作，修改線程thread工作內(nèi)存中的值，然后將修改后的值寫入內(nèi)存），會使得線程main的工作內(nèi)存中緩存變量flag的緩存行無效，然后線程main讀取時，發(fā)現(xiàn)自己的緩存行無效，它會等待緩存行對應(yīng)的主存地址被更新之后，然后去對應(yīng)的主存讀取最新的值。

那么線程main讀取到的就是最新的正確的值。?

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/yy3b2007com/p/8890673.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java-JUC（一）：volatile引入的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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