Volatile系列(一)：Volatile测试案例一可见性

系列文章

Volatile测试案例一可见性

目录​​​​​​​

前言

测试1

逻辑

代码

结果

测试2

逻辑

代码

结果

结论

原理探讨（可见性）

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前言

多线程是 JAVA 并发编程的主要应用，并发环境能大幅提高应用性能，提高 CPU 使用率，但是并发环境下也引出许多问题。今天咱们主要探讨的就是多线程并发中的一个关键字：Volatile。

Volatile 的主要作用：

• 内存可见性
• 禁止指令重排序

测试1

逻辑

1.创建一个 BOOL 结束标记，用于结束线程

2.启动多个线程（这里 10 ）

3.将结束标记改为 false

代码

public class VolatileExample {

    private static boolean BOOL = true;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        test1();
    }

    private static void test1() throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i  { while (BOOL) { } },"VolatileThread-"+i).start();
        }
        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500);
        BOOL = false;
        RuntimeMXBean runtime = ManagementFactory.getRuntimeMXBean();
        String name = runtime.getName();
        System.out.println("当前进程的标识为：" + name);
    }

}

结果

1.通过 java 自带的 jstack 命令，截取 name 中的 @ 前的数字作为 pid（我这里为 11744 ）

2.运行 jstack -l pid

3.当前查看到的线程情况（部分线程）

4.观察当前线程可知部分线程未接收到  BOOL 标记的改变而结束线程
 

测试2

逻辑

1.在测试1的逻辑基础上，添加 volatile 关键字

代码

public class VolatileExample {

    private volatile static boolean BOOL = true;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        test1();
    }

    private static void test1() throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i  { while (BOOL) { } },"VolatileThread-"+i).start();
        }
        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500);
        BOOL = false;
        RuntimeMXBean runtime = ManagementFactory.getRuntimeMXBean();
        String name = runtime.getName();
        System.out.println("当前进程的标识为：" + name);
    }

}

结果

1.一旦加上 volatile 关键字，当前进行在极短的时间内结束

结论

1.直观来看，volatile 保证了变量的内存可见性，它使得变量能在不同线程中共享

原理探讨（可见性）

在 JMM 中，可见性问题存在于主内存、CPU内部多级缓存之间。CPU内部多级缓存与主内存是保持同步的，主要通过缓存⼀致性协议（MESI）来解决，但是一但涉及一致性，这就相当消耗性能。为此，线程又维护了自己的一份本地缓存，这又导致了新的可见性问题，线程本地缓存与主内存不一致。

Volatile 就是为了解决变量不一致的问题的，也就是可见性问题。其做法是：

1. 它会强制将对缓存的修改操作立即写入主存；
2. 如果是写操作，它会导致其他CPU中对应的缓存行无效
3. 如果是读操作，它发现当前缓存失效后直接去主内存中读取

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