一文读懂ava中的Volatile关键字使用

在本文中，我们会介绍java中的一个关键字volatile。 volatile的中文意思是易挥发的，不稳定的。那么在java中使用是什么意思呢？

我们知道，在java中，每个线程都会有个自己的内存空间，我们称之为working memory。这个空间会缓存一些变量的信息，从而提升程序的性能。当执行完某个操作之后，thread会将更新后的变量更新到主缓存中，以供其他线程读写。

因为变量存在working memory和main memory两个地方，那么就有可能出现不一致的情况。 那么我们就可以使用Volatile关键字来强制将变量直接写到main memory，从而保证了不同线程读写到的是同一个变量。

什么时候使用volatile

那么我们什么时候使用volatile呢？当一个线程需要立刻读取到另外一个线程修改的变量值的时候，我们就可以使用volatile。我们来举个例子：

public class VolatileWithoutUsage {
 private int count = 0;

 public void incrementCount() {
 count++;
 }
 public int getCount() {
 return count;
 }
}

这个类定义了一个incrementCount()方法，会去更新count值，我们接下来在多线程环境中去测试这个方法：

@Test
 public void testWithoutVolatile() throws InterruptedException {
 ExecutorService service= Executors.newFixedThreadPool(3);
 VolatileWithoutUsage volatileWithoutUsage=new VolatileWithoutUsage();

 IntStream.range(0,1000).forEach(count ->service.submit(volatileWithoutUsage::incrementCount) );
 service.shutdown();
 service.awaitTermination(1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
 assertEquals(1000,volatileWithoutUsage.getCount() );
 }

运行一下，我们会发现结果是不等于1000的。

java.lang.AssertionError:
Expected :1000
Actual   :999

这是因为多线程去更新同一个变量，我们在上篇文章也提到了，这种情况可以通过加Synchronized关键字来解决。

那么是不是我们加上Volatile关键字后就可以解决这个问题了呢？

public class VolatileFalseUsage {
 private volatile int count = 0;

 public void incrementCount() {
 count++;
 }
 public int getCount() {
 return count;
 }

}

上面的类中，我们加上了关键字Volatile，我们再测试一下：

@Test
 public void testWithVolatileFalseUsage() throws InterruptedException {
 ExecutorService service= Executors.newFixedThreadPool(3);
 VolatileFalseUsage volatileFalseUsage=new VolatileFalseUsage();

 IntStream.range(0,1000).forEach(count ->service.submit(volatileFalseUsage::incrementCount) );
 service.shutdown();
 service.awaitTermination(5000, TimeUnit.MILLISECONDS);
 assertEquals(1000,volatileFalseUsage.getCount() );
 }

运行一下，我们会发现结果还是错误的：

java.lang.AssertionError:
Expected :1000
Actual   :992
~~

为什么呢？ 我们先来看下count++的操作，count++可以分解为三步操作，1. 读取count的值，2.给count加1， 3.将count写回内存。添加Volatile关键词只能够保证count的变化立马可见，而不能保证1，2，3这三个步骤的总体原子性。 要实现总体的原子性还是需要用到类似Synchronized的关键字。

下面看下正确的用法：

public class VolatileTrueUsage {

private volatile int count = 0;

public void setCount(int number) {
 count=number;
}
public int getCount() {
 return count;
}
}

@Test
public void testWithVolatileTrueUsage() throws InterruptedException {
 VolatileTrueUsage volatileTrueUsage=new VolatileTrueUsage();
 Thread threadA = new Thread(()->volatileTrueUsage.setCount(10));
 threadA.start();
 Thread.sleep(100);

 Thread reader = new Thread(() -> {
 int valueReadByThread = volatileTrueUsage.getCount();
 assertEquals(10, valueReadByThread);
 });
 reader.start();
}
## Happens-Before 

从java5之后，volatile提供了一个Happens-Before的功能。Happens-Before 是指当volatile进行写回主内存的操作时，会将之前的非volatile的操作一并写回主内存。

public class VolatileHappenBeforeUsage {

int a = 0;
volatile boolean flag = false;

public void writer() {
 a = 1;  // 1 线程A修改共享变量
 flag = true; // 2 线程A写volatile变量
}
}

上面的例子中，a是一个非volatile变量，flag是一个volatile变量，但是由于happens-before的特性，a 将会表现的和volatile一样。

本文的例子可以参考

[https://github.com/ddean2009/learn-java-concurrency/tree/master/volatile](https://github.com/ddean2009/learn-java-concurrency/tree/master/volatile)

总结

到此这篇关于一文读懂ava中的Volatile关键字使用的文章就介绍到这了,更多相关java volatile关键字内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！