Java并发编程：volatile深度解析

"并发编程-volatile使用精讲.pdf" 在Java并发编程中，`volatile`关键字是一个非常关键的元素，它用于解决多线程环境下的可见性和有序性问题。本资料详细讲解了`volatile`关键字的使用及其背后的内存语义。 1.1. 多线程下变量的不可见性 在多线程环境中，当一个线程修改了共享变量，其他线程可能无法立即看到这个修改。这是由于Java内存模型（JMM）的工作方式导致的。在上述案例中，`MyThread`类有一个`flag`变量，子线程修改了`flag`的值为`true`，但在主线程中，即使通过`isFlag()`方法检查，也无法感知到这个变化，因此循环无法跳出，预期的打印语句不会执行。这种情况就展示了变量的不可见性问题。 1.1.3 执行结果分析 执行结果表明，线程之间的通信存在障碍，即线程A的修改对线程B并不直接可见，这主要是因为Java虚拟机（JVM）的缓存机制和指令重排序可能导致的。 1.1.4 小结 多线程环境下，共享变量的修改可能不会立即对所有线程可见，这被称为变量的不可见性问题。 1.2 变量不可见性内存语义 1.2.1 Java内存模型（JMM） JMM定义了一种抽象的内存模型，确保在不同的处理器架构和操作系统上，Java程序的行为保持一致。它规定了如何在多线程环境中访问和更新共享变量，以确保线程间的正确交互。 1.2.2 JMM的主要目标 - **可见性**：当一个线程修改了共享变量，其他线程能够立即看到这个修改。 - **有序性**：控制代码的执行顺序，防止某些编译器和处理器对指令进行过于激进的重排序。 1.2.3 volatile的内存语义 `volatile`关键字正是用来解决变量不可见性和有序性问题的。当一个变量被声明为`volatile`时，JVM会确保： - 对于`volatile`变量的写操作，会立即刷新到主内存，确保其他线程可以看到最新的值。 - 当读取`volatile`变量时，会从主内存直接读取，而不是使用工作内存的副本，确保读取的可见性。 - 禁止对`volatile`变量进行指令重排序，保证了操作的有序性。 1.3 volatile的使用场景 `volatile`常用于简单的共享状态标记、单例模式的双重检查锁定等场景。但要注意，`volatile`并不能保证原子性，例如对`volatile`变量的复合操作（如`++`操作）仍可能存在线程安全问题。 总结来说，`volatile`关键字在Java并发编程中起到重要的作用，它提供了一种轻量级的同步机制，解决了多线程环境下的可见性和有序性问题，但无法保证操作的原子性。在设计多线程程序时，合理使用`volatile`可以避免不必要的锁同步开销，提高程序性能。