技術標籤：Java學習筆記# 多執行緒多執行緒java併發程式設計

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老規矩–妹妹鎮樓：

一． Volatile關鍵字

（一） 定義

Java允許執行緒訪問共享變數，為了確保共享變數能被準確和一致地更新，執行緒應該確保通過排它鎖單獨獲得這個變數。即只要變數被volatile修飾了，則Java可以確保所有執行緒看到這個變數的值都是一致的，某個執行緒對該變數進行更新時，則其他執行緒也能看到最新的，這就是記憶體可見性。

（二） volatile實現記憶體可見性的過程

執行緒寫volatile變數的過程：

1. 改變執行緒工作記憶體中該變數副本；

2. 將改變後的副本從工作記憶體重新整理到主記憶體；

執行緒讀volatile變數的過程：

1. 從主記憶體中讀取volatile變數的最新值到執行緒的工作記憶體；

2. 從工作記憶體讀取volatile變數的副本；
   
   

（三） volatile實現記憶體可見性原理

寫操作時，通過在寫操作指令後新增一條store屏障指令，讓工作記憶體的副本重新整理到主記憶體；

讀操作時，通過在讀操作前新增load屏障指令，及時讀取到主記憶體的值；

記憶體屏障是一種CPU指令，用於控制指定條件下的重排序和記憶體可見性問題，Java編譯器也會根據記憶體屏障的規則禁止重排序。

（四） volatile不具備原子性

volatile能夠實現可見性，有序性，但是沒有實現原子性，可以通過以下的方案解決：

1. 使用synchronized修飾修改共享變數的程式碼段，使該段程式碼具有原子性

public synchronized void addCount(){
	cout++;
}

2. 使用ReentrantLock（可重入鎖），手動加鎖與解鎖，效能比synchronized更好

private Lock lock = new ReentrantLock();
public void addCount(){
	lock.lock();
	count++;
	lock.unlock
 
();
}

3. 使用AtomicInteger（原子操作），該型別使用CAS操作，代替原有的Integer類，能夠實現原子性，且底層沒有使用鎖，效能最高，推薦使用。當我們操作的型別有執行緒安全問題時，可以使用這種原子型別，以Atomic開頭的基本資料型別。

public static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
public void addCount(){
	count.incrementAndGet();
}

（五） volatile的使用場景

首先得是一個多執行緒的環境，其次多執行緒中不同執行緒對於該變數有讀寫操作，這樣記憶體一致性才有發揮的空間，最後是能夠使用其他的方法來解決volatile的原子性問題。總的來說是該變數要獨立於其他的變數和該變數以前的值。

（六） 與synchronized的比較

synchronized是一個重量級的鎖，volatile是輕量級的，成本更低，因為volatile不會引起執行緒上下文的切換和排程。且synchronized底層實現中使用作業系統的互斥鎖實現的，volatile的底層實現中沒有使用鎖，因此效率更高。

synchronized能夠實現原子性，記憶體可見性，有序性；volatile只能實現有序性，記憶體可見性。