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《java并發(fā)編程：volatile關(guān)鍵字解析-java開(kāi)發(fā)java經(jīng)驗(yàn)技巧》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、Java并發(fā)編程：volatile關(guān)鍵字解析-編程開(kāi)發(fā)技術(shù)Java并發(fā)編程：volatile關(guān)鍵字解析原文出處：海了volatile這個(gè)關(guān)鍵字可能很多朋友都聽(tīng)說(shuō)過(guò)，或許也都用過(guò)。在Java5之前，它是一個(gè)備受爭(zhēng)議的關(guān)鍵字，因?yàn)樵诔绦蛑惺褂盟鶗?huì)導(dǎo)致出人意料的結(jié)果。在Java5后，volatile關(guān)鍵字才得以重獲生機(jī)。volatile關(guān)鍵字雖然從字面上理解起來(lái)比較簡(jiǎn)單，但是要用好不是一件容易的事情。ft]T*volatile關(guān)鍵字是與Java的內(nèi)存模型有關(guān)的，因此在講述volatile關(guān)鍵之前，我們先來(lái)了解一下與內(nèi)存模型相關(guān)的概念和知識(shí)，然后分析了vo
2、latile關(guān)鍵字的實(shí)現(xiàn)原理，最后給出了幾個(gè)使用volatile關(guān)鍵字的場(chǎng)景。以下是本文的目錄大綱：內(nèi)存模型的相關(guān)概念二.并發(fā)編程中的三個(gè)概念三.Java內(nèi)存模型四??深入剖析volatile關(guān)鍵字五?使用volatile關(guān)鍵字的場(chǎng)景若有不正之處請(qǐng)多多諒解，并歡迎批評(píng)指正。請(qǐng)尊重作者勞動(dòng)成果，轉(zhuǎn)載請(qǐng)標(biāo)明原文鏈接：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html一.內(nèi)存模型的相關(guān)概念大家都知道，計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)，毎條指令都是在CPU中執(zhí)行的，而執(zhí)行指令過(guò)程屮，勢(shì)必涉及到數(shù)據(jù)的讀取和寫(xiě)入。由于程序運(yùn)行過(guò)程
3、屮的臨吋數(shù)據(jù)是存放在主存（物理內(nèi)存）當(dāng)中的，這吋就存在一個(gè)問(wèn)題，出于CPU執(zhí)行速度很快，而從內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)和向內(nèi)存寫(xiě)入數(shù)據(jù)的過(guò)程跟CPU執(zhí)行指令的速度比起來(lái)要慢的多，因此如果任何時(shí)候?qū)?shù)據(jù)的操作都耍通過(guò)和內(nèi)存的交互來(lái)進(jìn)行，會(huì)大大降低指令執(zhí)行的速度。因此在CPU里面就有了高速緩存。也就是，當(dāng)程序在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)將運(yùn)算需耍的數(shù)據(jù)從主存復(fù)制一份到CPU的高速緩存當(dāng)中，那么CPU進(jìn)行計(jì)算時(shí)就可以宜接從它的高速緩存讀取數(shù)據(jù)和向其中寫(xiě)入數(shù)據(jù)，當(dāng)運(yùn)算結(jié)束Z后，再將高速緩存中的數(shù)據(jù)刷新到主存當(dāng)中。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，比如下面的這段代碼：i二i+1;當(dāng)線程執(zhí)行這個(gè)語(yǔ)句時(shí)，會(huì)先
4、從主存當(dāng)中讀取i的值，然后復(fù)制一份到高速緩存當(dāng)中，然后CPU執(zhí)行指令對(duì)i進(jìn)行加1操作，然后將數(shù)據(jù)寫(xiě)入高速緩存，最后將高速緩存屮i最新的值刷新到主存當(dāng)屮。這個(gè)代碼在單線程中運(yùn)行是沒(méi)有任何問(wèn)題的，但是在多線程中運(yùn)行就會(huì)有問(wèn)題了。在多核CPU中，每條線程可能運(yùn)行于不同的CPU屮，因此每個(gè)線程運(yùn)行吋有自己的高速緩存（對(duì)單核CPU來(lái)說(shuō)，其實(shí)也會(huì)出現(xiàn)這種問(wèn)題，只不過(guò)是以線程調(diào)度的形式來(lái)分別執(zhí)行的）。本文我們以多核CPU為例。比如同時(shí)有2個(gè)線程執(zhí)行這段代碼，假如初始時(shí)i的值為0,那么我們希槊兩個(gè)線程執(zhí)行完Z后i的值變?yōu)?。但是事實(shí)會(huì)是這樣嗎？可能存在下面一種情況：初
5、始吋，兩個(gè)線程分別讀取i的值存入各自所在的CPU的高速緩存當(dāng)中，然后線程1進(jìn)行加1操作，然后把i的最新值1寫(xiě)入到內(nèi)存。此時(shí)線程2的高速緩存當(dāng)中i的值還是0,進(jìn)行加1操作Z后，i的值為1,然后線程2把i的值寫(xiě)入內(nèi)存。最終結(jié)果i的值是1,而不是2。這就是著名的緩存一致性問(wèn)題。通常稱(chēng)這種被多個(gè)線程訪問(wèn)的變量為共享變量。也就是說(shuō)，如果一個(gè)變量在多個(gè)CPU中都存在緩存（一般在多線程編程時(shí)才會(huì)出現(xiàn)），那么就可能存在緩存不一致的問(wèn)題。為了解決緩存不一致性問(wèn)題，通常來(lái)說(shuō)冇以下2種解決方法：1）通過(guò)在總線加LOCK#鎖的方式2）通過(guò)緩存一致性協(xié)議這2種方式都是硬件層面上
6、提供的方式。在早期的CPU當(dāng)中，是通過(guò)在總線上加LOCK#鎖的形式來(lái)解決緩存不一致的問(wèn)題。因?yàn)镃PU和其他部件進(jìn)行通信都是通過(guò)總線來(lái)進(jìn)行的，如杲對(duì)總線加LOCK#鎖的話，也就是說(shuō)阻塞了其他CPU對(duì)其他部件訪問(wèn)（如內(nèi)存），從而使得只能冇一個(gè)CPU能使用這個(gè)變量的內(nèi)存。比如上面例子中如果一個(gè)線程在執(zhí)行i二i+1,如果在執(zhí)行這段代碼的過(guò)程屮，在總線上發(fā)出了LCOK#鎖的信號(hào)，那么只有等待這段代碼完全執(zhí)行完畢之后，其他CPU才能從變量i所在的內(nèi)存讀取變量，然后進(jìn)行相應(yīng)的操作。這樣就解決了緩存不一致的問(wèn)題。但是上面的方式會(huì)有一個(gè)問(wèn)題，由于在鎖住總線期間，其他CP
7、U無(wú)法訪問(wèn)內(nèi)存，導(dǎo)致效率低下。所以就出現(xiàn)了緩存一致性I?辦議。最出名的就是Intel的MES1協(xié)議，MESI
8、辦議保證了毎個(gè)緩存中使用的共享變量的副本是一致的。它核心的思想是：當(dāng)CPU寫(xiě)數(shù)據(jù)吋，如果發(fā)現(xiàn)操作的變量是共享變量，即在其他CPU屮也存在該變量的副木,會(huì)發(fā)出信號(hào)通知其他CPU將該變量的緩存行置為無(wú)效狀態(tài)，因此當(dāng)其他CPU需要讀取這個(gè)變量時(shí)，發(fā)現(xiàn)白己緩存中緩存該變量的緩存行是無(wú)效的，那么它就會(huì)從內(nèi)存重新讀取。sn二.并發(fā)編程中的三個(gè)概念在并發(fā)編程中，我們通常會(huì)遇到以下三個(gè)問(wèn)題：原了性問(wèn)題，可見(jiàn)性問(wèn)題，有序性問(wèn)題。我們先看具體看一下這三個(gè)概念：1.
9、原子性原子性：即一個(gè)操作或者多個(gè)操作要么全部執(zhí)行并且執(zhí)行的過(guò)程不會(huì)被任何因索打斷，要么就都不執(zhí)
