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2023-01-10 12:41:52 heminbo888 8

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报道,由于计算机为了充分利用CPU的高性能,以及各个硬件 存取速度巨大的差异带来的一系列问题

  1. 为了充分压榨CPU的性能,CPU 会对指令乱序执行或者语言的编译器会指令重排,让CPU一直工作不停歇,但同时会导致有序性问题。

  2. 为了平衡CPU的寄存器和内存的速度差异,计算机的CPU 增加了高速缓存,但同时导致了 可见性问题

  3. 为了平衡CPU 与 I/O 设备的速度差异,操作系统增加了进程、线程概念,以分时复用 CPU,但同时导致了原子性问题。

Java 是最早尝试提供内存模型的编程语言。由于Java 语言是跨平台的,另外各个操作系统总存在一些差异,Java在物理机器的基础上抽象出一个 内存模型(JMM),来简化和管理并发程序。我们都知道Java并发的三大特性:原子性,可见性,有序性

  • 原子性指的是一个不可以被分割的操作,即这个操作在执行过程中不能被中断,要么全部不执行,要么全部执行。且一旦开始执行,不会被其他线程打断。

  • 可见性 指的是一个线程修改了共享变量后,其他线程能立即感知这个变量被修改。

  • 有序性 指程序按照代码的先后顺序执行。 在Java内存模型中,为了提升效率是允许编译器和处理器对指令进行重排序,当然重排序不会影响单线程的运行结果,但是对多线程会有影响

那么本文我们就聊聊关键字volatile ,可能是 Java 中最微妙和最难用的关键字, 看看其在Java内存模型中是如何保证并发操作的原子性、可见性、有序性的?

什么是volatile关键字

volatile是Java中用于修饰变量的关键字,其可以保证该变量的可见性以及顺序性,但是无法保证原子性。更准确地说是volatile关键字只能保证单操作的原子性,比如 x=1,但是无法保证复合操作的原子性,比如x++

其为Java提供了一种轻量级的同步机制:保证被volatile修饰的共享变量对所有线程总是可见的,也就是当一个线程修改了一个被volatile修饰共享变量的值,新值总是可以被其他线程立即得知。相比于synchronized关键字(synchronized通常称为重量级锁),volatile更轻量级,开销低,因为它不会引起线程上下文的切换和调度。

保证可见性

可见性:是指当多个线程访问同一个变量时,一个线程修改了这个变量的值,其他线程能够立即看到修改的值。我们一起来看一个例子:


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