Java：鮮為人知的關鍵字volatile

摘要： 前言 在 Java 中， Java 中 volatile 關鍵字十分重要 本文全面 & 詳細解析 volatile 關鍵字，希望你們會喜歡 目錄 示意圖 1. 定義 Java ...

前言

• 在 Java 中， Java 中 volatile 關鍵字十分重要
• 本文全面 & 詳細解析 volatile 關鍵字，希望你們會喜歡

目錄

1. 定義

Java 中的1個關鍵字 / 修飾符

2. 作用

保證 被 volatile 修飾的共享變數 的 可見性 & 有序性 ，但不保證原子性

3. 具體描述

下面，我將詳細講解 volatile 是如何保證 “共享變數 的 可見性 & 有序性 ，但不保證原子性”的具體原理

儲備知識：原子性、可見性 & 有序性

3.1 保證可見性

• 具體描述

  volatile 修飾的屬性保證每次讀取都能讀到最新的值

但不會 & 無法更新已經讀了的值

• 原理

  執行緒A在工作記憶體中修改的 共享屬性值會立即重新整理到主存 ，執行緒B/C/D每次通過讀寫柵欄來達到類似於直接從主存中讀取屬性值

1. 只是類似，網上有些說volatile修飾的變數讀寫直接在主存中操作，這種說法是不對的，只是表現出類似的行為
2. 讀寫柵欄是一條CPU指令；插入一個讀寫柵欄 = 告訴CPU & 編譯器先於這個命令的必須先執行，後於這個命令的必須後執行（有序性）
3. 讀寫柵欄另一個作用是強制更新一次不同CPU的快取。例如，一個寫柵欄會 把這個柵欄前寫入的資料重新整理到快取，以此保證可見性

3.2 保證有序性

• 具體描述

  當對volatile修飾的屬性進行讀/寫操作時，其前面的程式碼必須已執行完成 & 結果對後續的操作可見

• 原理

  重排序時，以 volatile 修飾屬性的讀/寫操作程式碼行為 分界線 ，讀/寫操作前面的程式碼不許排序到後面，後面同理不許排序到前面。由此保證有序性

3.3 不保證原子性

• 具體描述

  volatile 修飾的屬性若在修改前已讀取了值，那麼修改後，無法改變已經複製到工作記憶體的值

即無法阻止併發的情況

• 原理

// 變數a 被volatile修飾 
volatile static int a=0;
a++;
// 包含了2步操作：1 = 讀取a、2= 執行a+1 & 將a+1結果賦值給a
// 設：執行緒A、B同時執行以下語句，執行緒A執行完第1步後被掛起、執行緒B執行了a++，那麼主存中a的值為1
// 但執行緒A的工作記憶體中還是0，由於執行緒A之前已讀取了a的值 = 0，執行a++後再次將a的值重新整理到主存 = 1
// 即 a++執行了2次，但2次都是從0變為1，故a的值最終為1

4. 應用場景

由於 volatile 保證可見性和有序性，被 volatile 修飾的共享屬性一般併發讀/寫沒有問題，可看做是一種輕量級的 synchronized 實現

關於 synchronized 的講解具體請看文章： Java：這是一份全面 & 詳細的 Synchronized關鍵字 學習指南

至此，關於 Java 中的 volatile 關鍵字講解完畢。

5. 總結

• 本文主要講解了 Java 中 volatile 關鍵字，其作用為 保證 “共享變數 的可見性 & 有序性 ，具體總結如下：

• 下面我將繼續對 Android & Java 中的知識進行深入講解 ，有興趣可以繼續關注 Carson_Ho的安卓開發筆記

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