java中volatile關鍵字的含義

在java線程并發進行中，有一個關鍵字volatile的使用目前存在很大的混淆，以為使用這個關鍵字，在進行多線程并發處理的時候就可以萬事大吉。

Java語言是支援多線程的，為了解決線程并發的問題，在語言内部引入了 同步塊 和 volatile 關鍵字機制。

synchronized 

同步塊大家都比較熟悉，通過 synchronized 關鍵字來實作，所有加上synchronized 和 塊語句，在多線程通路的時候，同一時刻隻能有一個線程能夠用

synchronized 修飾的方法 或者 代碼塊。

volatile

用volatile修飾的變量，線程在每次使用變量的時候，都會讀取變量修改後的最的值。volatile很容易被誤用，用來進行原子性操作。

下面看一個例子，我們實作一個計數器，每次線程啟動的時候，會調用計數器inc方法，對計數器進行加一

執行環境——jdk版本：jdk1.6.0_31 ，記憶體 ：3G   cpu：x86 2.4G

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​ ​public​ ​ ​ ​class​ ​Counter {​ ​public​ ​static​ ​int​ ​count = ​ ​​ ​0​ ​;​ ​public​ ​static​ ​void​ ​inc() {​ ​//這裡延遲1毫秒，使得結果明顯​ ​try​ ​{​ ​Thread.sleep(​ ​1​ ​);​ ​} ​ ​catch​ ​(InterruptedException e) {​ ​}​ ​count++;​ ​}​ ​public​ ​static​ ​void​ ​main(String[] args) {​ ​//同時啟動1000個線程，去進行i++計算，看看實際結果​ ​for​ ​(​ ​int​ ​i = ​ ​0​ ​; i < ​ ​1000​ ​; i++) {​ ​new​ ​Thread(​ ​new​ ​Runnable() {​ ​@Override​ ​public​ ​void​ ​run() {​ ​Counter.inc();​ ​}​ ​}).start();​ ​}​ ​//這裡每次運作的值都有可能不同,可能為1000​ ​System.out.println(​ ​"運作結果:Counter.count="​ ​+ Counter.count);​ ​}​ ​}​

​運作結果:Counter.count=​ ​995​

​實際運算結果每次可能都不一樣，本機的結果為：運作結果:Counter.count=​ ​995​ ​，可以看出，在多線程的環境下，Counter.count并沒有期望結果是​ ​1000​

​很多人以為，這個是多線程并發問題，隻需要在變量count之前加上​ ​volatile​ ​就可以避免這個問題，那我們在修改代碼看看，看看結果是不是符合我們的期望​

​public​ ​class​ ​Counter {​ ​public​ ​volatile​ ​static​ ​int​ ​count = ​ ​0​ ​;​ ​public​ ​static​ ​void​ ​inc() {​ ​//這裡延遲1毫秒，使得結果明顯​ ​try​ ​{​ ​Thread.sleep(​ ​1​ ​);​ ​} ​ ​catch​ ​(InterruptedException e) {​ ​}​ ​count++;​ ​}​ ​public​ ​static​ ​void​ ​main(String[] args) {​ ​//同時啟動1000個線程，去進行i++計算，看看實際結果​ ​for​ ​(​ ​int​ ​i = ​ ​0​ ​; i < ​ ​1000​ ​; i++) {​ ​new​ ​Thread(​ ​new​ ​Runnable() {​ ​@Override​ ​public​ ​void​ ​run() {​ ​Counter.inc();​ ​}​ ​}).start();​ ​}​ ​//這裡每次運作的值都有可能不同,可能為1000​ ​System.out.println(​ ​"運作結果:Counter.count="​ ​+ Counter.count);​ ​}​ ​}​

運作結果:Counter.count=992

運作結果還是沒有我們期望的1000，下面我們分析一下原因

在 java 垃圾回收整理一文中，描述了jvm運作時刻記憶體的配置設定。其中有一個記憶體區域是jvm虛拟機棧，每一個線程運作時都有一個線程棧，

線程棧儲存了線程運作時候變量值資訊。當線程通路某一個對象時候值的時候，首先通過對象的引用找到對應在堆記憶體的變量的值，然後把堆記憶體

變量的具體值load到線程本地記憶體中，建立一個變量副本，之後線程就不再和對象在堆記憶體變量值有任何關系，而是直接修改副本變量的值，

在修改完之後的某一個時刻（線程退出之前），自動把線程變量副本的值回寫到對象在堆中變量。這樣在堆中的對象的值就産生變化了。下面一幅圖

描述這寫互動

read and load 從主存複制變量到目前工作記憶體

use and assign  執行代碼，改變共享變量值

store and write 用工作記憶體資料重新整理主存相關内容

其中use and assign 可以多次出現

但是這一些操作并不是原子性，也就是 在read load之後，如果主記憶體count變量發生修改之後，線程工作記憶體中的值由于已經加載，不會産生對應的變化，是以計算出來的結果會和預期不一樣

對于volatile修飾的變量，jvm虛拟機隻是保證從主記憶體加載到線程工作記憶體的值是最新的

例如假如線程1，線程2 在進行read,load 操作中，發現主記憶體中count的值都是5，那麼都會加載這個最新的值

線上程1堆count進行修改之後，會write到主記憶體中，主記憶體中的count變量就會變為6

線程2由于已經進行read,load操作，在進行運算之後，也會更新主記憶體count的變量值為6

導緻兩個線程及時用volatile關鍵字修改之後，還是會存在并發的情況。