场景说明：

• 存在两个线程A、线程B和一个共享变量stop。
• 如果stop变量的值是false，则线程A会一直运行。如果stop变量的值是true，则线程A会停止运行。
• 线程B能够将共享变量stop的值修改为ture。

定义普通的共享变量：

//普通情况下，多线程不能保证可见性 private static boolean stop;

下面的代码展示了在多线程环境中，对共享变量的共享：

//普通情况下，多线程不能保证可见性

new Thread(() -> { System.out.println("Ordinary A is running...");

while (!stop) ;

System.out.println("Ordinary A is terminated."); }).start();

Thread.sleep(10);

new Thread(() -> {

System.out.println("Ordinary B is running...");

stop = true;

System.out.println("Ordinary B is terminated.");

}).start();

某次运行结果:

Ordinary A is running...

Ordinary B is running...

Ordinary B is terminated.

通过观察结果，发现程序确实存在可见性问题。

3.可见性技术保障

在Java中提供了多种可见性保障措施，这里主要涉及四种：

• 通过volatile关键字标记内存屏障保证可见性。
• 通过synchronized关键字定义同步代码块或者同步方法保障可见性。
• 通过Lock接口保障可见性。
• 通过Atomic类型保障可见性。

3.1.volatile关键字

使用volatile关键字修饰共享变量stop：

//使用volatile能够保证可见性 private volatile static boolean vStop;

• 在多线程环境中，对volatile修饰的共享变量stop进行共享测试：
• //通过volatile关键字保证可见性
• new Thread(() -> { System.out.println("Volatile A is running...");
• while (!vStop) ; System.out.println("Volatile A is terminated."); }).start();
• new Thread(() -> {
• System.out.println("Volatile B is running...");
• vStop = true;
• System.out.println("Volatile B is terminated.");
• }).start();

运行结果（多次）：

Volatile A is running...

Volatile B is running...

Volatile B is terminated. Volatile A is terminated.

通过多次运行，发现运行结果一致，所以可以确定volatile关键字能够保证代码的可见性。

3.2.synchronized关键字

定义一个共享对象用于synchronized关键字进行同步加锁：

//通过synchronized同步代码块保证可见性

private static byte[] obj = new byte[0];

在多线程环境中进行对obj进行加锁、等待和唤醒：

运行结果（多次）：

Synchronized A is running...

Synchronized B is running...

Synchronized B is terminated.

Synchronized A is terminated.

通过多次运行，发现运行结果一致，所以可以确定synchronized关键字能够保证代码的可见性。

3.3.Lock接口

定义Lock接口和Condition接口：

//通过Lock接口保证可见性

private static ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);

private static Condition condition = lock.newCondition();

在多线程环境中进行Lock加锁、condition等待和唤醒：

• 运行结果（多次）：
• Lock A is running...
• Lock B is running...
• Lock B is terminated.
• Lock A is terminated.

通过多次运行，发现运行结果一致，所以可以确定Lock接口能够保证代码的可见性。

3.4.Atomic类型

使用AtomicBoolean定义共享变量stop：

//通过Atomic保证可见性

private static AtomicBoolean aStop = new AtomicBoolean(false);

在多线程环境中，对使用AtomicBoolean定义的共享变量stop进行共享测试：

//通过Atomic保证可见性

new Thread(() -> {

System.out.println("Atomic A is running...");

while (!aStop.get()) ;

System.out.println("Atomic A is terminated.");

}).start();

new Thread(() -> {

System.out.println("Atomic B is running...");

aStop.set(true);

System.out.println("Atomic B is terminated.");

}).start();

运行结果（多次）：

Atomic A is running...

Atomic B is running...

Atomic B is terminated.

Atomic A is terminated.

通过多次运行，发现运行结果一致，所以可以确定Atomic类型能够保证代码的可见性。

4.总结

经验证，以下四种措施，可以保证Java代码在运行时的可见性：

• volatile关键字
• synchronized关键字
• Lock接口
• Atomic类型

并发三特性总结