volatile关键字三重功效

小半 • 2023年1月28日下午9:05 • 技术随笔 • 阅读 178

64位写入原子性

举一个简单的例子，对于一个long型变量的赋值和取值操作而言，在多线程场景下，线程A调用set（100），线程B调用get（），在某些场景下，返回值可能不是100。

package com.lc.test02;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * @author liuchao
 * @date 2020/7/3
 */
public class Test01 {

    private long a = 0;

    public void set(long a) {//线程1设置值
        this.a = a;
    }

    public long get() {//线程2获取值，返回值可能不是100
        return a;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Test01 test = new Test01();
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);
        executor.execute(() -> {
            try {
                latch.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            long i = 100L;
            test.set(i);
            System.out.println("-----设置：" + i);
        });
        executor.execute(() -> {
            try {
                latch.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("----获取：" + test.get());
        });
        latch.countDown();
        executor.shutdown();
    }

}

为什么获取到的值有可能不是100呢，是因为JVM规范并未要求64位的long和double写入是原子性的，64位的数据有可能被拆分成两个32位的数据写入，这样另一个线程拿到的数据有可能是32位的不完整的数据，如果在long属性前面加上volatile关键字就可以解决此问题。

内存可见性

JVM将内存组织为主内存和工作内存两个部分。

针对主内存中的变量，线程A操作后线程B看到要经过的流程

线程A操作后数据存储在线程A工作内存=》save到主内存=》线程B从主内存load到线程B工作内存

那在整个操作过程中是非原子性操作的，有可能线程A修改后是10，但是线程B读取到的数据是非10，因为线程A修改后的数据还未save到主内存，那要解决这个问题也比较简单就是直接在属性前面加上volatile关键字，也就是解决了内存可见性问题

禁止重排序

在经典的单线程安全的写法上DCL

//注意，此代码有安全问题

package com.lc.test02;

/**
 * @author liuchao
 * @date 2020/7/3
 */
public class Test01 {

    private static Test01 instance;

    public static Test01 getInstance() {
        if (null == instance) {
            synchronized (instance) {//为了性能验证 使用lock
                if (null == instance) {
                    instance = new Test01();//有问题的代码
                }
            }
        }
        return instance;
    }

}

上述的instance = new Test01();代码有问题：其底层会分为三个操作：

（1）分配一块内存。

（2）在内存上初始化成员变量。

（3）把instance引用指向内存。

在这三个操作中，操作（2）和操作（3）可能重排序，即先把instance指向内存，再初始化成员变量，因为二者并没有先后的依赖关系。此时，另外一个线程可能拿到一个未完全初始化的对象。这时，直接访问里面的成员变量，就可能出错。这就是典型的“构造函数溢出”问题。解决办法也很简单，就是为instance变量加上volatile修饰

文章由极客之音整理，本文链接：https://www.bmabk.com/index.php/post/84272.html

volatile关键字三重功效

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