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volatile 的解构| 社区征文

作者:卢卡多多
  • 2022 年 6 月 11 日
  • 本文字数:3633 字

    阅读完需:约 12 分钟

volatile的解构| 社区征文

JMM: java memory model (java 内存模型)



抽象的内存模型--不存在;

volatile :

保证可见性,不保证原子性(synchronized 保证),


禁止指令重排-(不让插队--保证有序)


所以就是 volatile 的 java 虚拟机的轻量级的同步机制

一、可见性

若是某一个线程改变了一个固定的变量,其他线程会立刻知晓;


也就是及时通知


//volatile 可以保证可见性:


及时的通知其他线程,主物理内存中的值已经被修改;




import java.util.concurrent.TimeUnit;
class volatileTest1{

//加volatile可以看见结果 volatile int number=0;//成员变量默认为0
public void addTo60(){ //将number变成60 this.number=60;
}


}
public class volatileDemo {


//如何理解这个volatile的保证可见性: /* * 可见性: 保证在线程使用的过程中,将数据修改后,及时的通知其他线程更新数据; * * demo的设计原理: (需要添加的是一个睡眠时间3-不然结果会出错误) * 我们运行nto60的方法--看main线程是否能获得已经变化了的数值number * 否则将循环下去 * */

public static void main(String[] args) {
//1.资源类的初始化 volatileTest1 volatileTest1=new volatileTest1();
new Thread(()->{
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":come in"+volatileTest1.number);
//这里必须要睡3秒--不然的结果就是main线程也会同步,因为线程的运行速度太快啦 try { //休眠3秒钟 TimeUnit.SECONDS.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { } //2.操作高内聚的方法nTo60 volatileTest1.addTo60();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+":ture后的"+volatileTest1.number);
},"web").start();
//上述的web线程已经将数据变成60;

//测试main线程是否感知到; while (volatileTest1.number==0){
//就一直循环。什么都不会打印出来 }

System.out.println(Thread.currentThread().getName() +":"+volatileTest1.number);

//表示main线程也知晓了number的变化---满足了volatile的可见性的需求
/* * * web:come in0 web:ture后的60 main:60
* * */
}
}
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2.不保证原子性:

volatile 支持可见性--;


原子性: 与 mysql 事务中的类似,不可分割,完整性,


也即是某个线程在工作时,中间不可以加塞和分割,要么整体同时成功,要么失败;



原子性:--丢数据的形式;基本是没可能;


a++不能保证原子性; volatile 不能保证原子性;


丢失数据的原因:

1. 细说 a++的运行过程:

分为三步;


①读取,从主物理内存中的 a----》拷贝到本地的线程的工作内存;


②加一:


③写回主内存同步数据


不保证原子性就是--可能会在线程操作的过程中会有数据抢占;


随时可能会被打断;



不保证原子性--就会出现写覆盖的情况;--



2.  怎么解决 volatile 的不保证原子性情况:

①加 synchronized 的同步机制锁(太重啦)


注意:atomicInteger 的底层就是 Cas 的;


②juc 中的 atomic 包中的一个 atomicInteger 的类


a++;


方法是一个


atomicInteger.getAndIncrement(); //每次加 1-保证原子性的加 1


//底层就是 CAS 的; atomicInteger.getAndIncrement()


//解决的是 volatile 不保证原子性的 AtomicInteger


//AtomicInteger是 java.util.concurrent.atomic原子包写的类  AtomicInteger atomicInteger=new AtomicInteger();
public void addMyatomic(){
atomicInteger.getAndIncrement(); //每次加1-保证原子性的加1
/** * Atomically increments by one the current value. *原子性增加1 * @return the previous value */ /*public final int getAndIncrement() { return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1); }*/
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}`



`package com.atguigu;


import com.sun.org.apache.xpath.internal.operations.Variable;


import javax.lang.model.element.VariableElement;import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;


class VolatileTest2{//资源类


volatile int a;  //全局变量的默认为0
public void addPlusPlus(){
this.a++;
}

//解决的是volatile不保证原子性的AtomicInteger
//AtomicInteger是 java.util.concurrent.atomic原子包写的类 AtomicInteger atomicInteger=new AtomicInteger();
public void addMyatomic(){
atomicInteger.getAndIncrement(); //每次加1-保证原子性的加1
/** * Atomically increments by one the current value. *原子性增加1 * @return the previous value */ /*public final int getAndIncrement() { return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1); }*/
复制代码


}


}


public class VolatileNoAtomic {


//volatile 不保证原子性的小李子
public static void main(String[] args) {

//1.创建资源类的对象
VolatileTest2 volatileTest2=new VolatileTest2();
//2.创建线程-开始循环-
for(int i=1;i<=30;i++) {
new Thread(()->{
for (int j = 0; j <100 ; j++) {
volatileTest2.addPlusPlus(); volatileTest2.addMyatomic(); }

},String.valueOf(i)).start(); }

//3.main线程是在a++之中有感知的,
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"addPluePlus"+":"+volatileTest2.a); //得出加过后的最后的值atomiceInteger System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"atomicInteger"+":"+volatileTest2.atomicInteger);

/* mainaddPluePlus:2797 mainatomicInteger:3000 */
//底层就是CAS的; atomicInteger.getAndIncrement()}
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}`

三、禁止指令重排序(保证有序的执行)



四、面试:在哪些场景下遇见 volatile?


单例模式:

我们所写的简单经典的:








class SingletonTest { //静态的空对象 private static SingletonTest Instance=null;
//2.构造器私有化 private SingletonTest(){
System.out.println("构造器创建一个对象");
}

//静态的公共方法 public static SingletonTest getSingletonTest(){
while (Instance==null){
Instance=new SingletonTest(); }
//返回一个对象 return Instance; }
}

public class SingletonTest1 {
public static void main(String[] args) { //单机版的; System.out.println(SingletonTest.getSingletonTest()==SingletonTest.getSingletonTest()); System.out.println(SingletonTest.getSingletonTest()==SingletonTest.getSingletonTest()); System.out.println(SingletonTest.getSingletonTest()==SingletonTest.getSingletonTest()); System.out.println(SingletonTest.getSingletonTest()==SingletonTest.getSingletonTest());


//多线程

for(int i=1;i<10;i++) {
new Thread(()->{ SingletonTest.getSingletonTest(); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+SingletonTest.getSingletonTest()); },String.valueOf(i)).start();
//构造器莫名其妙的输出了很多次--也即是说一个构造器被执行多次; 多线程环境下不行; }


}


}
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这个测试环境是在: mian 线程中只有简答的线程调用的;


 2.单例模式的 DCL(double check Lock)双端检锁机制---》可重复锁

     解决


 public  static  SingletonTest02 getSingletonTest(){
//2.利用的是dcl的使用同步代码块;
if (Instance==null){
synchronized (SingletonTest02.class){ if (Instance==null){ Instance=new SingletonTest02(); } } } //在加锁前后都要检查 return Instance; }

复制代码



DCL---可能不安全.因为存在的是一个指令重排的过程


这里我们用的是 volatile 的解释;


但是 DCL:不能保证是绝对安全的所以;

在单例的这个对象前面加入 volatil       


  //volatile的作用是禁止重排序    private  static volatile SingletonTest02  Instance=null;
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努力寻找生活答案的旅途者 2020.04.12 加入

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