java中關(guān)鍵字volatile的作用

用在多線程,同步變量。 線程為了提高效率,將某成員變量(如A)拷貝了一份(如B),線程中對(duì)A的訪問其實(shí)訪問的是B。只在某些動(dòng)作時(shí)才進(jìn)行A和B的同步。因此存在A和B不一致的情況。volatile就是用來避免這種情況的。volatile告訴jvm, 它所修飾的變量不保留拷貝,直接訪問主內(nèi)存中的(也就是上面說的A)

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http://www.itdecent.cn/p/bc8df55a4459

在Java內(nèi)存模型中,有main memory,每個(gè)線程也有自己的memory (例如寄存器)。為了性能,一個(gè)線程會(huì)在自己的memory中保持要訪問的變量的副本。這樣就會(huì)出現(xiàn)同一個(gè)變量在某個(gè)瞬間,在一個(gè)線程的memory中的值可能與另外一個(gè)線程memory中的值,或者main memory中的值不一致的情況。 一個(gè)變量聲明為volatile,就意味著這個(gè)變量是隨時(shí)會(huì)被其他線程修改的,因此不能將它c(diǎn)ache在線程memory中。以下例子展現(xiàn)了volatile的作用: Java代碼

public class StoppableTask extends Thread {

private volatile boolean pleaseStop;

public void run() {

while (!pleaseStop) {  

 // do some stuff...  

}  

}

public void tellMeToStop() {

pleaseStop = true;

}

}

假如pleaseStop沒有被聲明為volatile,線程執(zhí)行run的時(shí)候檢查的是自己的副本,就不能及時(shí)得知其他線程已經(jīng)調(diào)用tellMeToStop()修改了pleaseStop的值。 Volatile一般情況下不能代替sychronized,因?yàn)関olatile不能保證操作的原子性,即使只是i++,實(shí)際上也是由多個(gè)原子操作組成:read i; inc; write i,假如多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行i++,volatile只能保證他們操作的i是同一塊內(nèi)存,但依然可能出現(xiàn)寫入臟數(shù)據(jù)的情況。如果配合Java 5增加的atomic wrapper classes,對(duì)它們的increase之類的操作就不需要sychronized。
Reference: http://www.javamex.com/tutorials/synchronization_volatile.shtml http://www.javamex.com/tutorials/synchronization_volatile_java_5.shtml http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-jtp06197.html
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恐怕比較一下volatile和synchronized的不同是最容易解釋清楚的。volatile是變量修飾符,而synchronized則作用于一段代碼或方法;看如下三句get代碼: Java代碼

int i1;
int geti1() {return i1;}
volatile int i2;
int geti2()
{return i2;}
int i3;
synchronized int geti3() {return i3;}
  geti1()

得到存儲(chǔ)在當(dāng)前線程中i1的數(shù)值。多個(gè)線程有多個(gè)i1變量拷貝,而且這些i1之間可以互不相同。換句話說,另一個(gè)線程可能已經(jīng)改變了它線程內(nèi)的i1值,而這個(gè)值可以和當(dāng)前線程中的i1值不相同。事實(shí)上,Java有個(gè)思想叫“主”內(nèi)存區(qū)域,這里存放了變量目前的“準(zhǔn)確值”。每個(gè)線程可以有它自己的變量拷貝,而這個(gè)變量拷貝值可以和“主”內(nèi)存區(qū)域里存放的不同。因此實(shí)際上存在一種可能:“主”內(nèi)存區(qū)域里的i1值是1,線程1里的i1值是2,線程2里的i1值是3——這在線程1和線程2都改變了它們各自的i1值,而且這個(gè)改變還沒來得及傳遞給“主”內(nèi)存區(qū)域或其他線程時(shí)就會(huì)發(fā)生。   而 geti2()得到的是“主”內(nèi)存區(qū)域的i2數(shù)值。用volatile修飾后的變量不允許有不同于“主”內(nèi)存區(qū)域的變量拷貝。換句話說,一個(gè)變量經(jīng) volatile修飾后在所有線程中必須是同步的;任何線程中改變了它的值,所有其他線程立即獲取到了相同的值。理所當(dāng)然的,volatile修飾的變量存取時(shí)比一般變量消耗的資源要多一點(diǎn),因?yàn)榫€程有它自己的變量拷貝更為高效。   既然volatile關(guān)鍵字已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了線程間數(shù)據(jù)同步,又要 synchronized干什么呢?呵呵,它們之間有兩點(diǎn)不同。首先,synchronized獲得并釋放監(jiān)視器——如果兩個(gè)線程使用了同一個(gè)對(duì)象鎖,監(jiān)視器能強(qiáng)制保證代碼塊同時(shí)只被一個(gè)線程所執(zhí)行——這是眾所周知的事實(shí)。但是,synchronized也同步內(nèi)存:事實(shí)上,synchronized在“ 主”內(nèi)存區(qū)域同步整個(gè)線程的內(nèi)存。因此,執(zhí)行g(shù)eti3()方法做了如下幾步: 1. 線程請(qǐng)求獲得監(jiān)視this對(duì)象的對(duì)象鎖(假設(shè)未被鎖,否則線程等待直到鎖釋放) 2. 線程內(nèi)存的數(shù)據(jù)被消除,從“主”內(nèi)存區(qū)域中讀入(Java虛擬機(jī)能優(yōu)化此步。。。[后面的不知道怎么表達(dá),汗]) 3. 代碼塊被執(zhí)行 4. 對(duì)于變量的任何改變現(xiàn)在可以安全地寫到“主”內(nèi)存區(qū)域中(不過geti3()方法不會(huì)改變變量值) 5. 線程釋放監(jiān)視this對(duì)象的對(duì)象鎖   因此volatile只是在線程內(nèi)存和“主”內(nèi)存間同步某個(gè)變量的值,而synchronized通過鎖定和解鎖某個(gè)監(jiān)視器同步所有變量的值。顯然synchronized要比volatile消耗更多資源。
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volatile關(guān)鍵字相信了解Java多線程的讀者都很清楚它的作用。volatile關(guān)鍵字用于聲明簡(jiǎn)單類型變量,如int、float、 boolean等數(shù)據(jù)類型。如果這些簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類型聲明為volatile,對(duì)它們的操作就會(huì)變成原子級(jí)別的。但這有一定的限制。例如,下面的例子中的n就不是原子級(jí)別的: Java代碼
package mythread;

public class JoinThread extends Thread
{
public static volatile int n = 0 ;
public void run()
{
for ( int i = 0 ; i < 10 ; i ++ )
try
{
n = n + 1 ;
sleep( 3 ); // 為了使運(yùn)行結(jié)果更隨機(jī),延遲3毫秒

        }  
         catch  (Exception e)  
        {  
        }  
}  

 public   static   void  main(String[] args)  throws  Exception  
{  

    Thread threads[]  =   new  Thread[ 100 ];  
     for  ( int  i  =   0 ; i  <  threads.length; i ++ )  
         //  建立100個(gè)線程   
        threads[i]  =   new  JoinThread();  
     for  ( int  i  =   0 ; i  <  threads.length; i ++ )  
         //  運(yùn)行剛才建立的100個(gè)線程   
        threads[i].start();  
     for  ( int  i  =   0 ; i  <  threads.length; i ++ )  
         //  100個(gè)線程都執(zhí)行完后繼續(xù)   
        threads[i].join();  
    System.out.println( " n= "   +  JoinThread.n);  
}  

}

如果對(duì)n的操作是原子級(jí)別的,最后輸出的結(jié)果應(yīng)該為n=1000,而在執(zhí)行上面積代碼時(shí),很多時(shí)侯輸出的n都小于1000,這說明n=n+1不是原子級(jí)別的操作。原因是聲明為volatile的簡(jiǎn)單變量如果當(dāng)前值由該變量以前的值相關(guān),那么volatile關(guān)鍵字不起作用,也就是說如下的表達(dá)式都不是原子操作: n  =  n  +   1 ; n ++ ;       如果要想使這種情況變成原子操作,需要使用synchronized關(guān)鍵字,如上的代碼可以改成如下的形式: Java代碼  ![收藏代碼](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/4956878-5faaa5eeface4c8e.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

package mythread;

public class JoinThread extends Thread
{
public static int n = 0 ;

 public static   synchronized   void  inc()  
{  
    n ++ ;  
}  
 public   void  run()  
{  
     for  ( int  i  =   0 ; i  <   10 ; i ++ )  
         try   
        {  
            inc();  //  n = n + 1 改成了 inc();   
            sleep( 3 );  //  為了使運(yùn)行結(jié)果更隨機(jī),延遲3毫秒   

        }  
         catch  (Exception e)  
        {  
        }  
}  

 public   static   void  main(String[] args)  throws  Exception  
{  

    Thread threads[]  =   new  Thread[ 100 ];  
     for  ( int  i  =   0 ; i  <  threads.length; i ++ )  
         //  建立100個(gè)線程   
        threads[i]  =   new  JoinThread();  
     for  ( int  i  =   0 ; i  <  threads.length; i ++ )  
         //  運(yùn)行剛才建立的100個(gè)線程   
        threads[i].start();  
     for  ( int  i  =   0 ; i  <  threads.length; i ++ )  
         //  100個(gè)線程都執(zhí)行完后繼續(xù)   
        threads[i].join();  
    System.out.println( " n= "   +  JoinThread.n);  
}  

}

上面的代碼將n=n+1改成了inc(),其中inc方法使用了synchronized關(guān)鍵字進(jìn)行方法同步。因此,在使用volatile關(guān)鍵字時(shí)要慎重,并不是只要簡(jiǎn)單類型變量使用volatile修飾,對(duì)這個(gè)變量的所有操作都是原來操作,當(dāng)變量的值由自身的上一個(gè)決定時(shí),如n=n+1、n++ 等,volatile關(guān)鍵字將失效,只有當(dāng)變量的值和自身上一個(gè)值無關(guān)時(shí)對(duì)該變量的操作才是原子級(jí)別的,如n = m + 1,這個(gè)就是原級(jí)別的。所以在使用volatile關(guān)鍵時(shí)一定要謹(jǐn)慎,如果自己沒有把握,可以使用synchronized來代替volatile。 
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