关于对volatile和wait（）、notify方法的理解

小咪咪 2024-03-30 17:08 70阅读 0赞

## 一.情景引入：当我们运行以下场景： ##

![d0c4cc0422791d11befb156b8b3907ee.png][]

当线程2修改num的值后，线程1仍然没有停止执行。

![6a376e931c1313e7c68be27b907825ec.png][]

### 问题解决 ###

> **想要解决这个问题，我们就必须要了解JMM（javaMemoryModel）java内存模型，JMM要求满足三个原则：①原子性②内存可见性③有序性，而这种问题的产生也是由于内存可见性：JMM规定如果一个线程想要操作主内存中的共享变量，必须将该变量load到其工作内存进行修改，修改之后再从其工作内存保存到主内存，这也就导致了问题，当线程1读取到原来主内存中的变量数据而线程2将其进行修改，但是线程1并不可见（当加载到工作内存时反复读的是之前缓存到工作内存中的数据），所以线程1无法停止。**

![e249a39842a956c8180782552d90c0ab.png][]

## volatile工作原理 ##

> 那该如何解决该问题呢？只要能保证线程2中修改后的数据能被线程1接收，那么问题也就迎刃而解了，所以**MESI缓存一致性协议**随之诞生。简单来说，MESI可以被理解为一种通知机制，即当一个线程将主内存中的共享数据进行修改后，其他线程也能发现其修改，然后在主内存中调用最新的数据。**而当一个变量被volatile修饰时cpu则会执行MESI缓存中的一系列操作**

![6952c064d4b54988425e167dfe5aa316.png][]

> 其工作原理是利用四种内存屏障，当一个线程中的共享数据进行修改时，其他线程中的工作内存被通知之前保存的数据失效（invalid）,需要从主内存中重新读取数据（利用一个例子简单说明，详情请查阅该博客） [https://blog.csdn.net/fuqianming/article/details/120307352][https_blog.csdn.net_fuqianming_article_details_120307352] ，这样就能保证每个线程都是获取的最新的数据，也就保证了**内存可见性**

![75275dac2a586ddbe88d75e61b95acd3.png][]

> ②.利用内存屏障禁止指令重排序（因为内存屏障为了保证数据的有效性事实上是在数据操作中添加了一些指令和限制，保证被volatile修饰的变量相关指令的执行顺序，如果进行了指令的重排序，那么这些限制也有可能被打乱）。  
> ③不能保证原子性

![959161d2f87016454fef9ffdd16daa4b.png][]

## wait()和notify() ##

wait ()和notify（）方法的作用，在于人为影响线程的执行顺序

wait():当线程执行到这里时进行等待，让其他线程去准备相关的数据，当数据准备好后被唤醒，从wait（）之后继续执行。

![2a1f6ef47756e6a7200e00cae9d15158.png][]

notify（）：准备相关的资源，准备好后，将wait()唤醒

使用事项：

wait（）和notify（）必须被synchronized包括，并且必须是同一个锁对象，否则会报错（非法的锁状态）

![5fcfde38e312f47127a30b1c4dd518c4.png][]

**注意：**

**①当一个线程调用wait()方法后，其会释放锁，并等待其他线程唤醒**

**②当另一个线程调用notify()方法后，调用wait()的线程会被唤醒，并重新竞争锁资源，竞争到锁资源之后,从wait之后向下执行。**

**③notify和notifyall的区别：notify唤醒一个wait线程，notifyall唤醒所有的wait线程**

[d0c4cc0422791d11befb156b8b3907ee.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/30/67cae11d7dcc4db287a9ce90e254f772.png
[6a376e931c1313e7c68be27b907825ec.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/30/a10c52453058486abadbe50862a23f2a.png
[e249a39842a956c8180782552d90c0ab.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/30/5c92ce1dc59a475ba400c3de72f6b214.png
[6952c064d4b54988425e167dfe5aa316.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/30/62580922aba24001a0065d8665d0fbba.png
[https_blog.csdn.net_fuqianming_article_details_120307352]: https://blog.csdn.net/fuqianming/article/details/120307352
[75275dac2a586ddbe88d75e61b95acd3.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/30/e3f5170c28ad4aee80d653ebfe912bcd.png
[959161d2f87016454fef9ffdd16daa4b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/30/d3e9a1272a9546ebbb6f5d7ec9ecba16.png
[2a1f6ef47756e6a7200e00cae9d15158.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/30/a8a0a84191154b32a27e5b67a60ad1d9.png
[5fcfde38e312f47127a30b1c4dd518c4.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/30/97f22b4961184dfe96d186162715cc19.png