一個具體的例子學習Java volatile關鍵字

相信大多數Java程序員都學習過volatile這個關鍵字的用法。百度百科上對volatile的定義：

volatile是一個類型修飾符（type specifier），被設計用來修飾被不同線程訪問和修改的變量。volatile的作用是作為指令關鍵字，確保本條指令不會因編譯器的優化而省略，且要求每次直接讀值。

可能有很多剛學Java的朋友們看了上面這段非常籠統的描述后仍然覺得云里霧里的。

下面我們就用一個具體的例子來學習volatile的用法。

看這個例子：

public class ThreadVerify { public static Boolean stop = false; public static void main(String args[]) throws InterruptedException { Thread testThread = new Thread(){ @Override public void run(){ int i = 1; while(!stop){ //System.out.println("in thread: " + Thread.currentThread() + " i: " + i); i++; } System.out.println("Thread stop i="+ i); } } ; testThread.start(); Thread.sleep(1000); stop = true; System.out.println("now, in main thread stop is: " + stop); testThread.join(); } }

這段代碼在主線程的第二行定義了一個布爾變量stop, 然后主線程啟動一個新線程，在線程里不停得增加計數器i的值，直到主線程的布爾變量stop被主線程置為true才結束循環。

主線程用Thread.sleep停頓1秒后將布爾值stop置為true。

因此，我們期望的結果是，上述Java代碼執行1秒鐘后停止，并且打印出1秒鐘內計數器i的實際值。

然而，執行這個Java應用后，你發現它進入了死循環，在任務管理器里發現這個Java程序CPU占用率飆升。

原因是什么呢？讓我們溫習下計算機專業課操作系統中講過的內存模型的知識。

以Java內存模型為例，Java內存模型分為主內存(main memory)和工作內存(work memory)。主內存內的變量由所有線程共享，每個線程擁有自己的工作內存，里面的變量包含了線程局部變量。主內存中的變量如果被線程使用到，則線程的工作內存會維護一份主內存變量的副本拷貝。

線程對變量的所有讀寫操作必須在工作內存中進行，不能直接操作主內存中的變量。不同線程之間也無法直接訪問對方的工作內存。線程間變量的傳遞需通過主內存來完成。線程、主內存、工作內存三者之間的交互關系如下圖：

如果線程在自己的執行代碼里修改了定義在主線程（主內存）中的變量，修改直接發生在線程的工作內存里，然后在某個時刻（Java程序員無法控制這個時刻，而是由JVM調度的），這個修改從工作內存寫回到主內存。

回到我們的例子。盡管主線程修改了stop變量，但是僅僅修改了主內存中的值，而操作計數器的線程的工作內存里的stop變量還是舊的值，始終為false。因此這個線程陷入了死循環。

知道了原理，解決方案就很簡單了。在stop變量前加上關鍵字volatile進行修飾，這樣在計數器線程里每次讀取stop的值時，volatile會強制該線程從主內存讀取，而不是從當前線程的工作內存讀取。這樣就避免了死循環。下圖顯示1秒鐘之后，計數器執行了14億次。

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Java 任務調度

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