并发编程:volatile关键字,你学会了吗?|世界时快讯
一、64位写入的原子性(HalfWrite)如,对于一个long型变量的赋值和取
如,对于一个long型变量的赋值和取值操作而言,在多线程场景下,线程A调用set(100),线程B调 用get(),在某些场景下,返回值可能不是100。
因为JVM的规范并没有要求64位的long或者double的写入是原子的。在32位的机器上,一个64位变 量的写入可能被拆分成两个32位的写操作来执行。这样一来,读取的线程就可能读到“一半的值”。解决 办法也很简单,在long前面加上volatile关键字。
【资料图】
二、重排序:DCL问题单例模式的线程安全的写法不止一种,常用写法为DCL(Double Checking Locking),如下所示:
上述的 instance = new Singleton(); 代码有问题:其底层会分为三个操作:
1. 分配一块内存。
2. 在内存上初始化成员变量。
3. 把instance引用指向内存。
在这三个操作中,操作2和操作3可能重排序,即先把instance指向内存,再初始化成员变量,因为 二者并没有先后的依赖关系。此时,另外一个线程可能拿到一个未完全初始化的对象。这时,直接访问 里面的成员变量,就可能出错。这就是典型的“构造方法溢出”问题。 解决办法也很简单,就是为instance变量加上volatile修饰。
volatile的三重功效:64位写入的原子性、内存可见性和禁止重排序。
三、volatile实现原理由于不同的CPU架构的缓存体系不一样,重排序的策略不一样,所提供的内存屏障指令也就有差 异。 这里只探讨为了实现volatile关键字的语义的一种参考做法:
1. 在volatile写操作的前面插入一个StoreStore屏障。保证volatile写操作不会和之前的写操作重 排序。
2. 在volatile写操作的后面插入一个StoreLoad屏障。保证volatile写操作不会和之后的读操作重 排序。
3. 在volatile读操作的后面插入一个LoadLoad屏障+LoadStore屏障。保证volatile读操作不会和 之后的读操作、写操作重排序。
具体到x86平台上,其实不会有LoadLoad、LoadStore和StoreStore重排序,只有StoreLoad一种 重排序(内存屏障),也就是只需要在volatile写操作后面加上StoreLoad屏障。
四、JSR-133对volatile语义的增强在JSR -133之前的旧内存模型中,一个64位long/ double型变量的读/ 写操作可以被拆分为两个32位 的读/写操作来执行。从JSR -133内存模型开始 (即从JDK5开始),仅仅只允许把一个64位long/ double 型变量的写操作拆分为两个32位的写操作来执行,任意的读操作在JSR -133中都必须具有原子性(即 任 意读操作必须要在单个读事务中执行)。
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一、64位写入的原子性(HalfWrite)如,对于一个long型变量的赋值和取
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