附2 volatile，volatile

附2 volatile，volatile

註：在閱讀本章之前，先要瞭解Java記憶體模型，見上一章《附1 Java記憶體模型與共用變數可見度》，連結如下：

http://www.cnblogs.com/java-zhao/p/5124725.html

1、volatile用法

具體的用法可以參照《第二章 ConcurrentHashMap源碼解析》中的Segment內部類的count屬性，可以看看多線程情況下怎樣對其進行操作的，具體連結如下；

http://www.cnblogs.com/java-zhao/p/5113317.html

或者可以參照《第三章 CopyOnWriteArrayList源碼解析》中CopyOnWriteArrayList的底層數組，具體連結如下；

http://www.cnblogs.com/java-zhao/p/5121944.html

 

2、具體的實現原理

• 對volatile變數執行寫操作時，會在寫操作後加入一條store屏障指令
• 對volatile變數執行讀操作時，會在讀操作前加入一條load屏障指令

說人話：

• 對volatile變數執行讀操作時，都要強制的先從主記憶體讀取最新的變數值到工作記憶體，然後再讀工作記憶體中所儲存的變數副本
• 對volatile變數執行寫操作時，又會強制的將工作記憶體中的剛剛改變的值寫到主記憶體中去

通過上邊這樣模式，每個線程拿到的volatile變數值都是最新的。

注意：

volatile無法實現原子性：

eg.

private volatile int count = 0;

假設現在有兩條線程分別對count執行加1操作，那麼期待的結果最後count==2，但是看下邊的分析：

假設有如下流程：

1）線程a擷取了count==0；

2）線程b擷取了count==0；

3）線程b對count+1，之後寫入主記憶體count==1；

4）線程a對count+1，之後寫入主記憶體count==1；

結果count==1而非count==2，原因就是線程a擷取count後，volatile不能實現原子性，這個時候b也能去操作count。

想要實現原子性，使用synchronized去鎖住增加方法，或者使用ReentrantLock去鎖住增加代碼；當然，以上情境使用AtomicInteger更好。

 

3、volatile使用情境

• 運算結果並不依賴當前值，例如Boolean就可，而number++這樣的就不行
• 運算結果依賴當前值但是能夠確保只有單一線程修改變數的值，例如ConcurrentHashMap中Segment的count變數
• 變數不需要與其他的狀態變數共同參與不變約束，例如low<up這樣的情境就不行

 

註：

• 關於volatile禁止指令重排序的介紹去看《深入理解Java虛擬機器（第二版）》第十二章"Java記憶體模型與線程"
• 通常情況下，能用volatile解決的就不去用synchronized了