volatile关键字的作用和原理
关键字作用
volatile 保证可见性
一旦一个共享变量(类的成员变量、类的静态成员变量)被volatile修饰之后,那么就具备了两层语义:
保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性,即一个线程修改了某个变量的值,这新值对其他线程来说是立即可见的。
禁止进行指令重排序。
volatile 不能确保原子性
public class VolatileVisibility { public static volatile int i =0; public static void increase(){ i++; } }
读数据和操作数据是两次操作
volatile原理
“观察加入volatile关键字和没有加入volatile关键字时所生成的汇编代码发现,加入volatile关键字时,会多出一个lock前缀指令”
lock前缀指令实际上相当于一个内存屏障(也成内存栅栏),内存屏障会提供3个功能:
它确保指令重排序时不会把其后面的指令排到内存屏障之前的位置,也不会把前面的指令排到内存屏障的后面;即在执行到内存屏障这句指令时,在它前面的操作已经全部完成;
它会强制将对缓存的修改操作立即写入主存;
如果是写操作,它会导致其他CPU中对应的缓存行无效。
应用场景
synchronized
关键字是防止多个线程同时执行一段代码,那么就会很影响程序执行效率,而 volatile
关键字在某些情况下性能要优于 synchronized
,但是要注意 volatile
关键字是无法替代 synchronized
关键字的,因为 volatile
关键字无法保证操作的原子性。通常来说,使用 volatile
必须具备以下 2
个条件:
对变量的写操作不依赖于当前值
该变量没有包含在具有其他变量的不变式中
具体应用情况
状态标记量
volatile boolean flag = false; while(!flag){ doSomething(); } public void setFlag() { flag = true; }
double check
class Singleton{ private volatile static Singleton instance = null; private Singleton() { } public static Singleton getInstance() { if(instance==null) { synchronized (Singleton.class) { if(instance==null) instance = new Singleton(); } } return instance; } }