JUC-可见性

可见性

可见性:是指当多个线程访问同一个变量时,一个线程修改了这个变量的值,其他线程能够立即看得到修改的值

存在不可见问题的根本原因是由于缓存的存在,线程持有的是共享变量的副本,无法感知其他线程对于共享变量的更改,导致读取的值不是最新的。但是 final 修饰的变量是不可变的,就算有缓存,也不会存在不可见的问题

main 线程对 run 变量的修改对于 t 线程不可见,导致了 t 线程无法停止:

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static boolean run = true;	//添加volatile
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread t = new Thread(()->{
while(run){
// ....
}
});
t.start();
sleep(1);
run = false; // 线程t不会如预想的停下来
}

原因:

  • 初始状态, t 线程刚开始从主内存读取了 run 的值到工作内存
  • 因为 t 线程要频繁从主内存中读取 run 的值,JIT 编译器会将 run 的值缓存至自己工作内存中的高速缓存中,减少对主存中 run 的访问,提高效率
  • 1 秒之后,main 线程修改了 run 的值,并同步至主存,而 t 是从自己工作内存中的高速缓存中读取这个变量的值,结果永远是旧值

解决方案

加锁

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// main方法
while(true) {
synchronized (volatileThread) {
if(volatileThread.isFlag()) {
System.out.println("执行了======");
}
}
}

某一个线程进入synchronized代码块前后,执行过程入如下:

a. 线程获得锁

b. 清空工作内存

c. 从主内存拷贝共享变量最新的值到工作内存成为副本

d. 执行代码

e. 将修改后的副本的值刷新回主内存中

f. 线程释放锁

volatile关键字

使用volatile关键字:

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private volatile boolean flag ;

工作原理:

  1. VolatileThread线程从主内存读取到数据放入其对应的工作内存

  2. 将flag的值更改为true,但是这个时候flag的值还没有写会主内存

  3. 此时main方法main方法读取到了flag的值为false

  4. 当VolatileThread线程将flag的值写回去后,失效其他线程对此变量副本

  5. 再次对flag进行操作的时候线程会从主内存读取最新的值,放入到工作内存中

    总结: volatile保证不同线程对共享变量操作的可见性,也就是说一个线程修改了volatile修饰的变量,当修改写回主内存时,另外一个线程立即看到最新的值。

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⚠️ volatile不保证原子性。

volatile与synchronized

  • volatile只能修饰实例变量和类变量,而synchronized可以修饰方法,以及代码块。

  • volatile保证数据的可见性,但是不保证原子性(多线程进行写操作,不保证线程安全),而synchronized是一种排他(互斥)的机制,

文章作者: GeYu
文章链接: https://nuistgy.github.io/2023/04/23/JUC-可见性/
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