java中volatile关键字的浅析
2017-06-21 15:04:32 0
众所周知，java是一门支持多线程的编程语言。为了解决线程并发的问题，在语言内部引入了synchronized同步块和volatile关键字机制。
synchronized
synchronized这个大家都比较熟悉，也是平常项目中用的最多的线程同步方法。 通过在方法上或代码块中，添加此关键字，可以确保同一时刻只有一个线程能够访问里面的内容，从而实现线程同步的效果。volatile
volatile关键字是用于修饰变量的。带有此关键字的变量，每次线程访问改变量时，都会读取到该变量最后修改的值。这个关键字，平时开发中自己用得比较少，但是在jdk和其他一些常用框架的源码里面，都可以很容易发现volatile的身影。下面我们就一起来看看volatile的一些使用误区，以及它的原理。
首先，我们来看一段代码，下面是一个简单的计数器，每次线程启动的时候，就会调用inc方法，来对count属性加一。
``` public class Counter {
private static int count = 0;
public static void main(String[] args) {
for(int i = 0; i < 1000; i++){
new Thread(){
@Override
public void run() {
inc();
};
}.start();
}
System.out.println("Count = " + count);
}
public static void inc(){
try {
Thread.sleep(10); // 增加计数耗时，使结果明显
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
count++;
}
} ``` 运行结果： Count = 970
每次的运行结果可能不一样，上面只是其中一次的结果。可以看出，在多线程的环境下，Counter.count并没有达到期望的1000。
可能有的朋友会想，这是一个多线程并发问题，只需要在变量count上加上volatile关键字，就可以实现线程同步，来避免这个问题。我们来尝试一下。
``` public class Counter {
private static volatile int count = 0;
public static void main(String[] args) {
for(int i = 0; i < 1000; i++){
new Thread(){
@Override
public void run() {
inc();
};
}.start();
}
System.out.println("Count = " + count);
}
public static void inc(){
try {
Thread.sleep(10); // 增加计数耗时，使结果明显
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
count++;
}
} ``` 运行结果: Count = 888。
然并卵？下面我们来探讨一下原因。
jvm栈运行时内存分析
我们知道，在jvm运行的时候，其中有一个区域是分配给jvm虚拟机栈，每一个线程运行的时候，都会有一个线程栈。 线程栈是独立的，保存了线程运行时的变量信息。当线程访问某一个对象的属性值的时候，首先通过变量的引用，找到其在堆内存中的变量值，然后把堆内存的变量值load到线程本地内存中，建立一个副本，之后线程就不再和堆中变量值有任何关系，而是直接修改副本中的变量值，修改完之后的某一个时刻(线程退出前)，会自动把线程副本的值写回对象在堆中的变量值。从而更新堆中对象属性值了。 详细过程可参考下图。原因分析
对于之前Counter的例子，我们来分析一下。 通过前文的叙述，我们知道，volatile只是确保我们访问变量的时候，能够获取它最后更新的值。就是对应上面分析的read and load的过程，即线程从主内存读取变量值，并复制到线程栈副本的过程，获取到的值是最新的。我们来看下面一种情况，假设线程1和线程2，并发读取主内存中的count变量，都为5。 那么线程1和线程2分别在线程栈中，对count变量进行加1,只是在他们对应的线程栈副本中，对count加1, 即为6, 并不影响主内存的count值。 当线程1和线程2结束后，把count变量写回主内存时，主内存中的值被修改为6。并不是预期的7。
所以，这就是出现这个问题的原因了。
