volatile关键字

volatile关键字

先举一个例子，来看一下不使用volatile的时候

public class TestVolatile {
    
    public static void main(String[] args) {
        ThreadDemo runnable = new ThreadDemo();
        new Thread(runnable).start();

        while (true){
            // 不会停止  一直在while循环
            if(runnable.isFlag()){
                System.out.println("----------");
                break;
            }
        }
    }
    
}

class ThreadDemo implements Runnable{

    private boolean flag;
    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        flag = true;

        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"---flag:"+flag);
    }

    public boolean isFlag() {
        return flag;
    }

    public void setFlag(boolean flag) {
        this.flag = flag;
    }
}

结果

Thread-0---flag:true

在这里主线程一直获取不到子线程中flag的状态修改为true了，一直在while循环中不出来，这是为什么呢

为了提高性能，对于共享数据，在每个线程中都会缓存一份数据，

对于上面的例子来说就是 main线程在线程内部缓存了一份flag=false Thread-0线程也在线程内部缓存了一份flag=false，然后Thread-0线程将flag改为true之后同步到主存中，但是main线程的while循环使用的底层的循环机制，效率特别高，根本就没有从主存中重新去获取一下新的数据，线程内的缓存数据没有更新，导致一直在while循环中。

而这种问题就是内存不可见导致的，可以使用synchronized来解决，

synchronized在获取锁前后也要保证数据的一致性，获取锁 读内存屏障 释放锁 写内存屏障

所以可以在while循环中加上synchronized关键字来解决

但是加锁效率太低，所以一般情况下使用volatile关键字解决该问题，对于flag关键字加上volatile来修饰

private volatile boolean flag;

所以volatile具有内存可见性的作用

volatile的作用

• 内存可见性

• 禁止指令重排序(CPU的缓存一致性协议)

在单例懒汉式中双重检测时就使用了volatile禁止指令重排序

在实例化对象时，JVM分为三步

1、申请内存

2、成员变量初始化

3、赋值给对象

volatile的执行过程

在写一个volatile变量时，JMM会把线程对应的本地内存中的共享变量值刷新到主内存。

当读一个volatile变量时，JMM会把线程对应的本地内存置为无效，线程接下来将从主内存中读取共享变量

内存屏障

内存屏障(Memory Barrier)是一种CPU指令，用于控制特定条件下的重排序和内存可见性问题。java编译器也会根据内存屏障的规则禁止重排序

分为几个类型

• LoadLoad屏障：对于Load1；LoadLoad；Load2，在Load2及后续读取操作要读取的数据被访问前，保证Load1要读取的数据被读取完毕

• StoreStore屏障：对于Store1；StoreStore；Store2，在Store2及后续写入操作执行前，保证Store1的写入操作对其他处理器可见

• LoadStore屏障：对于Load1；LoadStore；Store2，在Store2及后续写入操作被刷出前，保证Load1要读取的数据被读取完毕

• StoreLoad屏障：对于Store1；StoreLoad；Load2，在Load2及后续所有读取操作执行前，保证Store1的写入对所有处理器可见。开销最大