Java 中的 Volatile 关键字详解
Java 中的 volatile 关键字详解 volatile 关键字是 Java 中的一种关键字,用于修饰变量,提供顺序和可见性保证。在 Java 中,volatile 变量提供 happens-before 的保证,确保一个线程的修改能对其他线程是可见的。此外,volatile 变量还能提供原子性,如读 64 位数据类型,像 long 和 double 都不是原子的,但 volatile 类型的 double 和 long 就是原子的。 一、volatile 变量的定义 在 Java 中,可以创建 volatile 类型的数组,不过只是一个指向数组的引用,而不是整个数组。volatile 变量提供顺序和可见性保证,例如,JVM 或者 JIT 为了获得更好的性能会对语句重排序,但是 volatile 变量即使在没有同步块的情况下赋值也不会与其他语句重排序。 二、volatile 变量的应用 volatile 变量的应用有很多,例如,在类中有一个 long 类型的成员变量。如果你知道该成员变量会被多个线程访问,如计数器、价格等,你最好是将其设置为 volatile。为什么?因为 Java 中读取 long 类型变量不是原子的,需要分成两步,如果一个线程正在修改该 long 变量的值,另一个线程可能只能看到该值的一半(前 32 位)。但是对一个 volatile 型的 long 或 double 变量的读写是原子的。 三、volatile 变量的实践 volatile 变量的实践有很多,例如,用 volatile 修饰 long 和 double 变量,使其能按原子类型来读写。double 和 long 都是 64 位宽,因此对这两种类型的读是分为两部分的,第一次读取第一个 32 位,然后再读剩下的 32 位,这个过程不是原子的,但 Java 中 volatile 型的 long 或 double 变量的读写是原子的。 四、volatile 变量的内存屏障 volatile 变量的另一个作用是提供内存屏障(memory barrier),例如,在分布式框架中的应用。简单的说,就是当你写一个 volatile 变量之前,Java 内存模型会插入一个写屏障(write barrier),读一个 volatile 变量之前,会插入一个读屏障(read barrier)。意思就是说,在你写一个 volatile 域时,能保证任何线程都能看到你写的值,同时,在写之前,也能保证任何数值的更新对所有线程是可见的,因为内存屏障会将其他所有写的值更新到缓存。 五、volatile 变量的保证 volatile 变量提供顺序和可见性保证,例如,JVM 或者 JIT 为了获得更好的性能会对语句重排序,但是 volatile 变量即使在没有同步块的情况下赋值也不会与其他语句重排序。volatile 提供 happens-before 的保证,确保一个线程的修改能对其他线程是可见的。某些情况下,volatile 还能提供原子性,如读 64 位数据类型,像 long 和 double 都不是原子的,但 volatile 类型的 double 和 long 就是原子的。 volatile 变量在 Java 中起着非常重要的作用,它提供顺序和可见性保证,能够确保多个线程之间的数据一致性和可见性。
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