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volatile
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Java 内存模型中的可见性、原子性和有序性

可见性

可见性,是指线程之间的可见性,一个线程修改的状态对另一个线程是可见的。 也就是一个线程修改的结果。另一个线程马上就能看到。比如:用volatile修饰的变量,就会具有可见性。volatile修饰的变量不允许线程内部缓存和重排序,即直接修改内存。所以对其他线程是可见的。但是这里需要注意一个问题,volatile只能让被他修饰内容具有可见性,但不能保证它具有原子性。比如volatile int a = 0;之后有一个操作a++;这个变量a具有可见性,但是a++依然是一个非原子操作,也就是这个操作同样存在线程安全问题。

Javavolatilesynchronizedfinal实现可见性。

原子性

原子是最小单位,具有不可分割性。 比如 a=0;(alongdouble类型) 这个操作是不可分割的,那么我们说这个操作时原子操作。再比如:a++; 这个操作实际是a = a + 1;是可分割的,所以他不是一个原子操作。非原子操作都会存在线程安全问题,需要我们使用同步技术sychronized来让它变成一个原子操作。一个操作是原子操作,那么我们称它具有原子性。javaconcurrent包下提供了一些原子类,我们可以通过阅读API来了解这些原子类的用法。比如:AtomicIntegerAtomicLongAtomicReference等。

Javasynchronized和在lockunlock 中操作保证原子性。

有序性

Java 语言提供了volatilesynchronized两个关键字来保证线程之间操作的有序性,volatile是因为其本身包含“禁止指令重排序”的语义,synchronized 是由“一个变量在同一个时刻只允许一条线程对其进行lock操作”这条规则获得的,此规则决定了持有同一个对象锁的两个同步块只能串行执行。

volatile 原理

在访问volatile变量时不会执行加锁操作,因此也就不会使执行线程阻塞,因此volatile变量是一种比sychronized关键字更轻量级的同步机制。声明变量是 volatile 的,JVM 保证了每次读变量都从内存中读,跳过 CPU cache这一步。Java内存模型

  1. 保证此变量对所有的线程的可见性,当一个线程修改了这个变量的值,volatile 保证了新值能立即同步到主内存,以及每次使用前立即从主内存刷新

  2. 禁止指令重排序优化。有volatile修饰的变量,赋值后多执行了一个load addl $0x0, (%esp)操作,这个操作相当于一个内存屏障(指令重排序时不能把后面的指令重排序到内存屏障之前的位置)

性能

volatile 的读性能消耗与普通变量几乎相同,但是写操作稍慢,因为它需要在本地代码中插入许多内存屏障指令来保证处理器不发生乱序执行。

参考文章

Java中Volatile关键字详解


标题:volatile
作者:SunnySky
地址:https://www.tianyang.pub/articles/2020/06/04/1591257383776.html

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