多线程 - （三）volatile

柔情只为你懂 2022-05-23 09:14 242阅读 0赞

## volatile的概念： ##

volatile与synchronized关键字是多线程并发编程中非常重要的知识点，通常被用于修饰变量。相比于synchroinized来说，volatile要轻量很多，执行的成本会更低。原因是volatile不会引起线程上下文的切换和调度，但是它与synchronized的意义其实是有区别的。synchronized关键字主要体现的是 互斥性 ，而volatile体现的便是 可见性、原子性 。

从根本上来说，volatile用于多线程之间内存的共享。

## volatile使用意义： ##

**Java内存模型：**  
![这里写图片描述][70]  
从下面图中可以看出，java的内存模型定义了 主内存 和 本地内存 ，这是一种抽象的概念。主内存是所有线程可以共享的区域，本地内存为线程私有化。为了提高性能，线程通常不直接从主内存中读出和写入内容，而是通过本地内存，并通过一定的刷新机制进行内容同步。本文主要介绍volatile相关知识，关于java内存模型内容在后面专题分析。以下分别为不使用volatile和使用volatile关键字的区别：

**不使用volatile关键字**  
![这里写图片描述][70 1]

**使用volatile关键字**  
![这里写图片描述][70 2]

## volatile意义： ##

上图看出，当线程A与线程B访问同一个变量a时，若在线程A中将a的值从0修改为1，线程B中读取变量a的值，依然是0。而使用volatile关键字之后情况就不一样，线程B读取到a的值为1。原因在与，没有使用volatile关键字修饰变量时，线程A的修改只是在本地内存A中，不会同步到主内存，线程B也只是从本地内存B中读取，因此无法实现修改同步。使用volatile关键字之后，在线程A中修改了a的值，会将修改从本地内存A写入到主内存中，而当线程B读取a的值时，会直接从主内存中读取，并刷新本地内存B。因此，线程A与线程B便能够实现内存之间的共享了，实现内存的可见性。

## volatile实现原理： ##

被修饰变量值修改时处理器会将缓存行数据写入到主内存中  
如果变量被声明为volatile，当进行写操作时，JVM会向处理器发送一条Lock前缀的指令，然后将变量在缓存中所修改的值写入到系统内存中。

## 缓存一致性协议 ##

如果volatile仅仅只有将缓存数据写入到系统主存的能力，并不能实现线程之间的共享。当有多个处理器存在的情况下，为了保证各个处理器缓存内容的一致性，处理器会实现 缓存一致性协议 。每个处理器通过嗅探在总线上传播的数据，检查自己缓存的值是不是过期，当处理器发现自己缓存中所对应变量的内存地址被修改时，就会将当前缓存行标志成无效状态，当处理器需要读取或是修改数据时，会直接从主内存中加载数据到缓存中，保证数据的一致性。

[70]: /images/20220523/9431b7328bca451eb7056461c38704b1.png
[70 1]: /images/20220523/ca60bae01ad047af9759f3d849c0b65f.png
[70 2]: /images/20220523/549d6cd111cf49a29a88037f7dcc9000.png