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volatile 作用,原理

volatile會增加一個記憶體屏障。

1. 禁止指令重排序

12345678//x、y為非volatile變數//flag為volatile變數x = 2;        //語句1y = 0;        //語句2flag = true//語句3x = 4;         //語句4y = -1;       //語句5

由於flag變數為volatile變數,那麼在進行指令重排序的過程的時候,不會將語句3放到語句1、語句2前面,也不會講語句3放到語句4、語句5後面。但是要注意語句1和語句2的順序、語句4和語句5的順序是不作任何保證的。

stop被volatile修飾會強制執行緒2把stop變數重新整理到主記憶體當中,執行緒1工作記憶體的stop快取無效,會去主記憶體中讀取,保證了執行緒之間的可見性。

//執行緒1boolean stop = false;while(!stop){doSomething();}//執行緒2stop = true;

這段程式碼是很典型的一段程式碼,很多人在中斷執行緒時可能都會採用這種標記辦法。但是事實上,這段程式碼會完全執行正確麼?即一定會將執行緒中斷麼?不一定,也許在大多數時候,這個程式碼能夠把執行緒中斷,但是也有可能會導致無法中斷執行緒(雖然這個可能性很小,但是隻要一旦發生這種情況就會造成死迴圈了)。

下面解釋一下這段程式碼為何有可能導致無法中斷執行緒。在前面已經解釋過,每個執行緒在執行過程中都有自己的工作記憶體,那麼執行緒1在執行的時候,會將stop變數的值拷貝一份放在自己的工作記憶體當中。

那麼當執行緒2更改了stop變數的值之後,但是還沒來得及寫入主存當中,執行緒2轉去做其他事情了,那麼執行緒1由於不知道執行緒2對stop變數的更改,因此還會一直迴圈下去。

但是用volatile修飾之後就變得不一樣了:

第一:使用volatile關鍵字會強制將修改的值立即寫入主存;

第二:使用volatile關鍵字的話,當執行緒2進行修改時,會導致執行緒1的工作記憶體中快取變數stop的快取行無效(反映到硬體層的話,就是CPU的L1或者L2快取中對應的快取行無效);

第三:由於執行緒1的工作記憶體中快取變數stop的快取行無效,所以執行緒1再次讀取變數stop的值時會去主存讀取。

那麼線上程2修改stop值時(當然這裡包括2個操作,修改執行緒2工作記憶體中的值,然後將修改後的值寫入記憶體),會使得執行緒1的工作記憶體中快取變數stop的快取行無效,然後執行緒1讀取時,發現自己的快取行無效,它會等待快取行對應的主存地址被更新之後,然後去對應的主存讀取最新的值。

那麼執行緒1讀取到的就是最新的正確的值。