Java Synchronize下的volatile关键字详解
简介关键词：Synchronize与volatile
- Synchronize：无论是对于Synchronize同步方法异或是Synchronize块，本质是对某对象或某类加锁，让多线程进行队列化的有序地同步执行。
- volatile：用于修饰变量。在多线程执行过程中，禁止线程从工作内存（缓存）中读取值。
volatile问题抛出：
让我们看到这样一个问题，我们设置一个含有boolean标志位的类Test，以及两个Runable接口实例，分别为MyThread1,MyThread2。
在MyThread1中通过while循环判断flag是否更改，如果更改便结束循环退出。
在MyThread2中改变flag值。
代码如下：
Test：
publicclassTest{
booleanflag=true;
}
MyThread1：
publicclassMyThread1implementsRunnable{
Testtest;
publicMyThread1(Testtest){
this.test=test;
}
@Override
publicvoidrun(){
while(test.flag){
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"我已退出");
}
}
MyThread2：
publicclassMyThread2implementsRunnable{
Testtest;
publicMyThread2(Testtest){
this.test=test;
}
@Override
publicvoidrun(){
try{
Thread.sleep(3000);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
test.flag=false;
}
}
main函数：
publicstaticvoidmain(String[]args){
Testtest=newTest();
MyThread1myThread1=newMyThread1(test);
MyThread2myThread2=newMyThread2(test);
Threadthread1=newThread(myThread1);
Threadthread2=newThread(myThread2);
thread1.start();
try{
Thread.sleep(1000);
}catch(InterruptedExceptione){
e.printStackTrace();
}
thread2.start();
}
- 按照我们常规的想法，在在Sleep延时之后，Thread2会更改flag的值。而Thread1也会因此退出循环。
- 但实际上，Thread1并没有因此退出循环。
- 原因是Thread1并未从内存中读取flag，而是直接从工作内存中读取。所以即便是Thread2已经更新了flag的值，但Thread1工作内存中的flag也并未更新。所以便导致了Thread1陷入死循环。
解决方法：
那么如何解决这样的问题呢？
很简单，使用volatile关键字。让线程不得不从主内存中读取flag值。
volatilebooleanflag=true;
在我们添加volatile关键字后，Thread1便可以正常退出。
在Synchronize下的volatile：
此时我们已经了解了volatile关键字的作用，那么在我们的volatile关键字中，Synchronize有着怎样的作用呢？
volatile问题抛出：
其实在我们实际使用中，volatile其实也是有一些隐患的。
例如：我们创造10条线程，每条线程都使volatile修饰的int常量增加1000000次。
publicclassMyThread1implementsRunnable{
volatileintnum=0;
@Override
publicvoidrun(){
for(inti=0;i<1000000;i++){
num++;
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+""+num);
}
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
MyThread1myThread1=newMyThread1();
Thread[]arr=newThread[10];
for(inti=0;i<10;i++){
arr[i]=newThread(myThread1);
}
for(inti=0;i<10;i++){
arr[i].start();
}
}
}
分析：
- 从结果中，我们可以看到，num并没有像我们想象一样达到10000000。
- 这是因为volatile所修饰的int变量在自加过程中并非原子操作。这也就是说这个自加的过程可以被打断。可以被分解为：获取值，自加，赋值三个步骤。
- 例如当，num=0时，Thread1获取了num的值，并赋值为1，但此时在Thread1还未来得及更新线程的时候，Thread的2以及Thread3已经将线程的值更新为2，但Thread1再赋值，num的值又会重新变为1。
- 所以，我们便需要在自加的过程中添加Synchronize关键字，让线程实现同步。
结论：
在我们使用volatile关键字时，需要注意操作是否为原子操作，以免造成线程不安全。
扩展：
其实，对于原子操作，Java已经提供了Atomic原子类来解决。其中涉及了CAS机制，在不使用Synchronize的情况下，通过比较原值与当前值，不但性能高效，并且也能达到线程安全的目的。
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