Javavolatile关键字的作用和使用场景详解
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更新于2024-09-11
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Java volatile关键字作用及使用场景详解
Java中的volatile关键字是一种特殊类型的变量修饰符,它可以保证变量的可见性和有序性,从而避免一些由于线程安全问题引起的错误。在本文中,我们将详细介绍volatile关键字的作用和使用场景。
一、volatile关键字的作用
volatile关键字的主要作用是保证变量的可见性和有序性。被volatile关键字修饰的变量,如果值发生了变化,其他线程立即可以看到这种变化,避免出现脏读的现象。
在Java内存模型中,每个线程都有自己的工作内存,线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行,而不能直接对主存进行操作。并且每个线程不能访问其他线程的工作内存。变量的值何时从线程的工作内存写回主存,无法确定。如果不使用volatile关键字,变量的变化可能不会被其他线程及时地看到,这可能会导致一些错误。
例如,在以下代码片段中,如果不使用volatile关键字修饰isShutDown变量,doWork方法可能会继续执行,即使isShutDown已经被置为true。
```java
public class VolatileTest3 {
static class Work {
boolean isShutDown = false;
void shutdown() {
isShutDown = true;
System.out.println("shutdown!");
}
void doWork() {
while (!isShutDown) {
System.out.println("doWork");
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Work work = new Work();
new Thread(work::doWork).start();
new Thread(work::doWork).start();
new Thread(work::doWork).start();
new Thread(work::shutdown).start();
new Thread(work::doWork).start();
new Thread(work::doWork).start();
new Thread(work::doWork).start();
}
}
```
二、为什么会出现脏读?
在Java内存模型中,每个线程都有自己的工作内存,线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行,而不能直接对主存进行操作。并且每个线程不能访问其他线程的工作内存。变量的值何时从线程的工作内存写回主存,无法确定。因此,如果不使用volatile关键字,变量的变化可能不会被其他线程及时地看到,从而导致脏读的现象。
三、happens-before规则的理解与勘误
happens-before规则是Java内存模型中的一条重要规则,它规定了在volatile变量上的操作的顺序。happens-before规则的主要内容是:当操作该volatile变量时,所有前序对该变量的操作都已完成。
例如,在以下代码片段中,shutdown方法对isShutDown变量的赋值操作 happen-before doWork方法对isShutDown变量的读取操作。
```java
public class VolatileTest3 {
static class Work {
volatile boolean isShutDown = false;
void shutdown() {
isShutDown = true;
System.out.println("shutdown!");
}
void doWork() {
while (!isShutDown) {
System.out.println("doWork");
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Work work = new Work();
new Thread(work::doWork).start();
new Thread(work::doWork).start();
new Thread(work::doWork).start();
new Thread(work::shutdown).start();
new Thread(work::doWork).start();
new Thread(work::doWork).start();
new Thread(work::doWork).start();
}
}
```
四、volatile关键字的使用场景
volatile关键字通常用于多线程编程中,用于保证变量的可见性和有序性。以下是一些常见的使用场景:
* 在多线程环境中,使用volatile关键字来保证变量的可见性和有序性。
* 在一些需要实时地更新变量的场景中,使用volatile关键字来保证变量的可见性。
* 在一些需要避免脏读的场景中,使用volatile关键字来保证变量的可见性。
volatile关键字是一个非常重要的Java关键字,它可以帮助我们避免一些由于线程安全问题引起的错误。但是,我们需要正确地使用volatile关键字,以避免一些可能的错误。
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