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初识Volatile关键字

初识Volatile关键字

作者: 任天一 | 来源:发表于2017-06-16 11:38 被阅读20次

    序言:*牢骚*

       相信大家也了解过OKhttp以及AsyncTask源码,他们在线程池以及一些共享变量的操作都使用了一个关键字--》Volatile,对此我也是一知半解,我们在之前所了解的它是一个对线程保持可见性的功能定义,却不能深刻了解其含义与使用场景。作为一直在公司忙于项目进度的我,也是甚是羞愧,所以今天也是参考了一些大神的博客了解了一下。

    为什么要使用Volatile关键字?可能有人会说别人那么用,照搬喽,WTF,其实很简单就是为了保证并发编程的安全性,那问题又来了,怎么保证并发编程访问共享变量的安全性呢,那么我们就要从Java内存模型来了解。

    Java内存模型:

    1、所有的变量都存储在主内存中。

    2、不同的线程都有自己的工作内存。

    3、不同线程对变量的操作必须在工作内存中进行。

    4、不同线程间无法访问对方的变量,所有线程间的数据传递必须在主内存中进行。

    举个简单的小例子:

    线程A

    int x = 10;

    x=12;

    线程B

    x++;

    y=x;

    大家认为如果多个线程操作共享变量x,线程A和B输出x和y的值是多少,对A输出的x=12,而B输出的y=10;那这是为什么呢?因为多线程操作x的时候A从主内存中Copy了x的值,然后执行赋值,然而这个时候并没有将数据写入到主内存中,B线程重新再主内存Copy了一份原始值接着进行赋值操作,在这里只有int x =10是具有原子性,就是基本数据直接赋值的属于原子性操作,变量赋值变量就不具备原子性。基于此种内存模型,便产生了多线程中的数据“脏读”问题。这也是著名的缓存一致性问题又称为共享变量。

    如何保证共享变量安全性呢,这里就涉及到了并发编程的三大概念:原子性、有序性、可见性。

    原子性:一个或多个操作,要么全部成功,要么全部失败,类似于我们数据库事务

    可见性:多个线程访问一个共享变量,当一个线程访问这个变量时,其他的线程应该是立刻能得知这个变量最新修改的值。

          ①由于可见性对共享变量带来的数据安全问题,Java官方也推荐使用Volatile修饰共享变量,保证被修改的值能立即刷新到主内存。

          ☛ 需要注意的是:普通变量 无法保证可见性

    有序性:

         指令重排序??什么鬼,不要慌,其实就是系统为了优化代码而进行的顺序排序

          定义:处理器为了提高程序运行效率,可能会对输入代码进行优化,它不保证程序中各个语句的执行先后顺序同代码中的顺序一致,但是他会保证最终执行结果和代码顺序执行的结果是一致的。

    核心:处理器在进行重哦爱须是会考虑指令之间的数据依赖性。

    指令重排序不会影响单个线程的执行,但是会影响并发线程执行的正确性。

    并发线程必须保证原子性,可见性以及有序性。还要保证happens-before原则(先行发生原则)大家可以自己去了解一下,很简单的。

    延伸:Volatile、Synchronized和ReentrantLock

    Synchronized:同步代码块和同步方法《Synchronized的用法

    ReentrantLock:是一个接口

    viod lock():线程执行此方法,如果锁空闲,当前线程就会获取锁,反之就会禁用该线程一直处于等待状态,直到锁释放。

    void tryLock():只是尝试获取锁,并不会导致当前线程被禁用。

    void unLock():必须由持有者释放,反之如果线程不持有执行该方法可能导致异常。

    概念:重入锁与公平锁

    所谓的重入锁就是自己获取自己的锁以后再次获取自己内部的锁。

    公平锁就是cpu在调度线程是在等待队列里随机挑选一个线程去执行,那么优先级低的可能就会一直无法获取就会发生饥饿现象。

    ReentrantLock通过构造器传入true或者false区分公不公平

    Synchronized与ReentrantLock区别:

    Lock是一个接口,而Synchronized是Java关键字


    ②Synchronized发生异常时会自动释放线程占有锁不会死锁,而lock发生异常时,如果用户没有主动通过Unlock去释放锁,很可能造成死锁。

    ③lock可以知道有没有成功获取锁,而Synchronized不可以。

    Java1.5时,Synchronized是性能低耗的,操作都需要转入内核去操作。

    Java1.6时,Synchronized优化了大量的性能,而官方也提倡在Synchronized能实现需求下,优先使用Synchronized。

    最后感谢本文博文作者Ruheng的文章你真的了解Volatile吗

    大家可以参考一下,谢谢,轻喷

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