java-多線程深入（四）Volatile分析，java-volatile

java-多線程深入（四）Volatile分析，java-volatile

（一）volatile的使用

1、使用情境

（1）狀態標識。用於即時指示某個重要性事件的發生，比如完成初始化或者停機。

volatile boolean toShutdown;    ......    public void shutdown() { toShutdown = true; }    public void doWork() {         while (!toShutdown) {             // 執行操作        }    }

（2）對象安全發布。volatile是處理對象安全發布的其中一種方式，更多內容參加這裡。

class Singleton{        private volatile static Singleton instance = null;                 private Singleton() {                     }                 public static Singleton getInstance() {            if(instance==null) {                synchronized (Singleton.class) {                    if(instance==null)                        instance = new Singleton();                }            }            return instance;        }    }

經典的雙重檢查單例模式，volatile變數不會導致new對象的時候對象未初始化完成。

2、通常來說，使用volatile必須具備以下2個條件：
（1）對變數的寫操作不依賴於當前值
（2）該變數沒有包含在具有其他變數的不變式中

對於1，因為volatile變數不保證原子性，一個線程執行i++的同時另一個線程擷取i的值，不一定能擷取到最新值。

對於2，

    volatile int min = 0;    volatile int max = 10;    public boolean setA(int newMin) {        if (newMin > max) {            return false;        }        min = newMin;        return true;    }        public boolean setB(int newMax) {        if (newMax < min) {            return false;        }        max = newMax;        return true;    }

一個線程調用setA(8)，一個線程調用setB(2)，可能會得到min=8、max=2，這與最初代碼設計意圖不符合。

（二）原理分析

volatile實現記憶體可見度原理：

volatile Singleton instance = new Singleton();

instance變數在進行寫操作的時候，彙編下增加了lock指令。

lock指令的作用：

1.線程工作記憶體中的資料在進行寫操作的時候，會立即回寫到主記憶體中

2.回寫到主記憶體時，讓其他CPU中該資料的緩衝失效，下次讀取需要重新從主記憶體中擷取

/** * Volatile的使用測試 * * @author peter_wang * @create-time 2015-1-14 下午10:11:57 */public class ThreadVolatileDemo {    private boolean isStop = false;    private void changeStatus() {        isStop = !isStop;    }    /**     * @param args     */    public static void main(String[] args) {        final ThreadVolatileDemo test = new ThreadVolatileDemo();        Thread thread1 = new Thread() {            @Override            public void run() {                System.out.println("嘗試退出開始");                while (true) {                    //一直檢測isStop變數是否更新                    if (test.isStop) {//A1                        System.out.println("退出成功");                        System.exit(0);                    }                }            }        };        thread1.start();        try {            Thread.sleep(3000);            test.changeStatus();        }        catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }    }}

A1部分不斷迴圈重複讀取isStop值，但是讀取的是線程工作記憶體中的資料，而且不斷命中該資料，資料區塊不易被替換，增加讀取到舊值的機率。修改isStop變數為volatile，變數被修改後會立即回寫到主記憶體，A1讀取線程工作記憶體失效，從主記憶體中讀取到最新值。