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本篇內容主要講解“volatile是什么”,感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷,實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“volatile是什么”吧!
今天閑來無事跟同事小麥大叔閑聊,
SoWhat:麥叔聽說你偷偷面阿里啦,面的咋樣?
小麥大叔: 一面挺簡單的,主要問了一些基本的數據結構跟算法,還問了下 HashMap的十大常見基本問題。我都答案上來了,還問了我JDK7環,幸虧你那個HashMap環繪制的牛逼,我答的不錯就讓我準備二面了。
SoWhat:二面類?
小麥大叔:二面問了我一些JVM的問題,問我對于JVM內存模型的理解,還有GC的常見理解,最終還問了我下類加載機制,我看你之前水過這個 JVM系列,就依葫蘆畫瓢答上來了,讓我準備三面。
SoWhat:麥叔這波可以啊,三面問的啥啊?
小麥大叔:三面問了我一些CAS、Lock、AQS跟 ConcurrentHashMap 的底層實現什么的,還問了我下線程池的七大參數跟四大拒絕策略,以及使用注意事項。我看你水過 并發編程系列,也就答上來了。
Sowhat:厲害啊這是要過的節奏阿!
小麥大叔:過個錘子,三面的這個總監最后竟然問了我下我對volatile
的底層原理。你妹的你么水,我就答了一些基本的可見性跟弱原子性,然后我感覺面試官不太滿意啊!
Sowhat:額好吧,那我抓緊再水文寫下個關于volatile
的使用。
volatile
變量自身具有下列特性相信大家都知道:
可見性。對一個volatile變量的讀,總是能看到(任意線程)對這個volatile變量最后的寫入。
原子性:對任意單個volatile變量的讀/寫具有原子性,但類似于volatile++這種復合操作不具有原子性。
其中第二點可以理解為把對 volatile 變量的單個讀/寫,看成是使用同一個鎖對這些單個讀/寫操作做了同步,就跟下面的SoWhat
跟SynSoWhat
功能類似哦。
class SoWhat{ volatile int i = 0; // volatile修飾的變量public int getI(){ return i;// 單個volatile變量的讀}public void setI(int j){ this.i = j; // 單個volatile 變量的寫}public void inc(){ i++;//復合多個volatile 變量}}class SynSoWhat{ int i = 0;public synchronized int getI(){ return i;}public synchronized void setI(int j){ this.i = j;}public void inc(){ // 普通方法調用int tmp = getI(); // 調用已同步方法tmp = tmp + 1;//普通寫方法setI(tmp);// 調用已同步方法}}
volatile寫的內存語義如下:
當寫一個
volatile
變量時,JMM會把該線程對應的本地中的共享變量值刷新
到主內存。
public class VolaSemanteme { int a = 0;volatile boolean flag = false; // 這是重點哦public void init() { a = 1; flag = true; //.......}public void use() { if (flag) { int i = a * a; }//.......}}
線程A調用init
方法,線程B調用use
方法。
volatile
讀的內存語義如下:
當讀一個volatile變量時,JMM會把該線程對應的本地內存置為
無效
。線程接下來將從主內存中讀取共享變量。
public class VolaSemanteme { int a = 0;volatile boolean flag = false; // 這是重點哦public void init() { a = 1; flag = true; //.......}public void use() { if (flag) { int i = a * a; }//.......}}
流程圖大致是這樣的:
volatile
變量的內存可見性是基于內存屏障(Memory Barrier)實現。關于內存屏障的具體講解以前寫過不再重復,JMM裝逼于無形這里說過。總結來說就是JMM內部會有指令重排,并且會有af-if-serial
跟happen-before
的理念來保證指令重拍的正確性。內存屏障就是基于4個匯編級別的關鍵字來禁止指令重排的,其中volatile的重拍規則如下:
第一個為讀操作時,第二個任何操作不可重排序到第一個前面。
第二個為寫操作時,第一個任何操作不可重排序到第二個后面。
第一個為寫操作時,第二個的讀寫操作也不運行重排序。
JMM對volatile的內存屏障插入策略
在每個volatile寫操作的前面插入一個StoreStore屏障。在每個volatile寫操作的后面插入一個StoreLoad屏障。
JMM對volatile的內存屏障插入策略
在每個volatile讀操作的后面插入一個LoadLoad屏障。在每個volatile讀操作的后面插入一個LoadStore屏障。
其中重點說下volatile
讀后面為什么跟了個LoadLoad
。加入我有如下代碼 AB兩個線程執行,B線程的flag獲取下面的讀被提前了。
有volatile變量修飾的共享變量進行寫操作的時候會使用CPU
提供的Lock
前綴指令。在CPU級別的功能如下:
將當前處理器緩存行的數據寫回到系統內存
這個寫回內存的操作會告知在其他CPU你們拿到的變量是無效的下一次使用時候要重新共享內存拿。
我們可以通過jitwatch對簡單的代碼進行詳細的反匯編看一下。
package com.sowhat.demo;public class VolaSemanteme { int unvloatileVal = 0;volatile boolean flag = false;public void init() { unvloatileVal = 1;flag = true; // 第九行哦}public void use() { if (flag) { int LocalA = unvloatileVal;if (LocalA == 0) { throw new RuntimeException("error");}}}public static void main(String[] args) { VolaSemanteme volaSemanteme = new VolaSemanteme();volaSemanteme.init();volaSemanteme.use();}}
對普通變量的賦值操作:
對volatile
變量的賦值操作。
可以對比得出,volatile 修飾的變量確實會多一個 lock addl $0x0,(%rsp) 指令。
0x0000000114ce95cb: lock addl $0x0,(%rsp) ;*putfield flag ; - com.sowhat.demo.VolaSemanteme::init@7 (line 9)
到此,相信大家對“volatile是什么”有了更深的了解,不妨來實際操作一番吧!這里是億速云網站,更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢,關注我們,繼續學習!
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