java中volatile關鍵字的含義--volatile並不能做到安全執行緒

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在Java線程並發處理中，有一個關鍵字volatile的使用目前存在很大的混淆，以為使用這個關鍵字，在進行多線程並發處理的時候就可以萬事大吉。

Java語言是支援多線程的，為瞭解決線程並發的問題，在語言內部引入了 同步塊 和 volatile 關鍵字機制。

 

synchronized 

同步塊大家都比較熟悉，通過 synchronized 關鍵字來實現，所有加上synchronized 和 塊語句，在多線程訪問的時候，同一時刻只能有一個線程能夠用

synchronized 修飾的方法 或者 代碼塊。

 

volatile

用volatile修飾的變數，線程在每次使用變數的時候，都會讀取變數修改後的最的值。volatile很容易被誤用，用來進行原子性操作。

 

下面看一個例子，我們實現一個計數器，每次線程啟動的時候，會調用計數器inc方法，對計數器進行加一

 

執行環境——jdk版本：jdk1.6.0_31 ，記憶體 ：3G   cpu：x86 2.4G

2468101214161820222426283032

public class Counter {     public static int count = 0;     public static void inc() {         //這裡延遲1毫秒，使得結果明顯        try {            Thread.sleep(1);        } catch (InterruptedException e) {        }         count++;    }     public static void main(String[] args) {         //同時啟動1000個線程，去進行i++計算，看看實際結果         for (int i = 0; i < 1000; i++) {            new Thread(new Runnable() {                @Override                public void run() {                    Counter.inc();                }            }).start();        }         //這裡每次啟動並執行值都有可能不同,可能為1000        System.out.println("運行結果:Counter.count=" + Counter.count);    }}

運行結果:Counter.count=995

實際運算結果每次可能都不一樣，原生結果為：運行結果:Counter.count=995，可以看出，在多線程的環境下，Counter.count並沒有期望結果是1000

很多人以為，這個是多線程並發問題，只需要在變數count之前加上volatile就可以避免這個問題，那我們在修改代碼看看，看看結果是不是符合我們的期望

2468101214161820222426283032

public class Counter {     public volatile static int count = 0;     public static void inc() {         //這裡延遲1毫秒，使得結果明顯        try {            Thread.sleep(1);        } catch (InterruptedException e) {        }         count++;    }     public static void main(String[] args) {         //同時啟動1000個線程，去進行i++計算，看看實際結果         for (int i = 0; i < 1000; i++) {            new Thread(new Runnable() {                @Override                public void run() {                    Counter.inc();                }            }).start();        }         //這裡每次啟動並執行值都有可能不同,可能為1000        System.out.println("運行結果:Counter.count=" + Counter.count);    }}

運行結果:Counter.count=992

運行結果還是沒有我們期望的1000，下面我們分析一下原因

 

在 java 記憶體回收整理一文中，描述了jvm運行時刻記憶體的分配。其中有一個記憶體地區是jvm虛擬機器棧，每一個線程運行時都有一個線程棧，

線程棧儲存了線程運行時候變數值資訊。當線程訪問某一個對象時候值的時候，首先通過對象的引用找到對應在堆記憶體的變數的值，然後把堆記憶體

變數的具體值load到執行緒區域記憶體中，建立一個變數副本，之後線程就不再和對象在堆記憶體變數值有任何關係，而是直接修改副本變數的值，

在修改完之後的某一個時刻（線程退出之前），自動把線程變數副本的值回寫到對象在堆中變數。這樣在堆中的對象的值就產生變化了。下面一幅圖

描述這寫互動

read and load 從主存複製變數到當前工作記憶體

use and assign  執行代碼，改變共用變數值 
store and write 用工作記憶體資料重新整理主存相關內容

其中use and assign 可以多次出現

但是這一些操作並不是原子性，也就是 在read load之後，如果主記憶體count變數發生修改之後，線程工作記憶體中的值由於已經載入，不會產生對應的變化，所以計算出來的結果會和預期不一樣

對於volatile修飾的變數，jvm虛擬機器只是保證從主記憶體載入到線程工作記憶體的值是最新的

例如假如線程1，線程2 在進行read,load 操作中，發現主記憶體中count的值都是5，那麼都會載入這個最新的值

線上程1堆count進行修改之後，會write到主記憶體中，主記憶體中的count變數就會變為6

線程2由於已經進行read,load操作，在進行運算之後，也會更新主記憶體count的變數值為6

導致兩個線程及時用volatile關鍵字修改之後，還是會存在並發的情況。

java中volatile關鍵字的含義--volatile並不能做到安全執行緒