【案例分析】主线程之间数据共享案例（一）

Java并发易失关键字内存可见性问题

线程之间的数据共享情况

让我们先来看一个场景：

启动Main函数后，调用一个线程将数据添加到列表中。当列表的大小为5时，将变量标志设置为true。然后，主线程根据该标志的值执行其他操作。

代码如下：

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运行结果：

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我们发现，当子线程将标志输出为true时，主线程不会输出=====。

这是为什么？

在内存中运行的线程的简化图

让我们看看上面的程序如何在内存中运行

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操作说明：

程序运行时，从主函数主线程开始，主线程首先将flag = false复制到其自身程序的内存中；

这时，子线程被启动，并且子线程还将flag = false复制到其自己的程序存储器中。执行完自己的内部代码后，它会修改flag的值，并将其写回到主内存（相对于程序自己的内存）。换句话说，存储器中的数据是主存储器。该程序自己的内存实际上是主内存中数据的副本。

如下所示：

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由于未刷新主线程，因此无法从主线程获得最新的标志值。因此，===永远不会在控制台上输出。

结果分析

那为什么会发生呢？ [这里您需要了解两个概念：编译器和注册]

那是因为编译器会自动优化结果。

编译器优化：程中，当读取一个变量时，为了提高读写（访问）的速度，编译器将首先将该变量读入一个寄存器（对应于Picture子线程自己的内存）或主线程自己的内存）；将来在获取此变量时，将直接从寄存器中获取它。

在此线程中更改变量的值时，变量的新值将同时同步到寄存器以保持一致性；同时，JVM将向处理器发送一条指令，以更改该变量所在的寄存器的值。该值将写回到系统内存（与上图中的主内存相对应）。

数据不一致的原因：

当变量由于其他线程操作而改变其值时，寄存器的值将不会相应地改变，从而导致应用程序读取的值与实际变量值不一致（如上述模式示例中，子线程更改标志的值，但不会修改主线程寄存器中的值（从变量的角度来看）；

或者当寄存器由于其他线程而更改变量的值时，变量的原始值将不会更改，从而导致应用程序读取的值与实际变量值不一致（从角度来看）在上述模式示例中，主线程的寄存器为false，但是子线程已修改为true）。

根据上述情况，我们发现主线程主函数和子线程线程均在变量标志上运行。这时，我们说变量标志是程之间共享数据。主内存（即系统内存不是程序本身所需的内存）标志变量应该对所有共享此变量的线程可见。

那么，此时，如何在Java中实现线程之间共享数据的内存可见性？这是我们今天需要解释的关键字：volatile。 [Ps：还有其他解决方案可以解决，例如同步锁]

易失关键字

可变中文的意思：多变；不稳定

Volatile关键字是一种类型修饰符，使用它声明的变量没有编译器的未知因素就无法更改。当编译器在编译过程中遇到此关键字声明的变量时，它将不再优化访问该变量的代码，因此可以提供一个特殊地址来确保稳定的访问。

受欢迎的理解：当JVM遇到由该关键字修改的变量时，它将不允许编译器和处理器重新排列指令序列（默认情况下，为了优化性能，JVM允许编译器和处理器重新排列）。

JVM为编译器指定的易失性规则表：

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用volatile修改标志后，运行程序并在运行后检查结果：

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我们可以看到主线程输入===，子线程也将当前标志输出为true。解释挥发物的作用。

易失性关键字和同步关键字之间的区别

1：Volatile是一种轻量级的同步策略；同步是重量级的；

2：易失性不是互斥的，同步是互斥的；

3：易失性不能保证变量的原子性。

易失性使用场景的要求

使用volatile时需要满足以下两个条件：

1：对变量的写操作不能取决于当前值。

例如，当上述标志值更改为true时，它将不受当前标志值的影响

2：该变量不能与其他变量一起包含在不变式中。

例如int i; y = i + 1;这种情况是不允许的。该变量不能被其他变量用作不变变量。

仅当状态真正独立于程序中的其他内容时，才可以使用易失性。

适用于方案一：状态标志

方案2：具有较低开销的读写锁定策略

方案3：在单例中再次检查

摘要

当多线程操作共享数据时，Volatile可以解决内存可见性问题。

简单理解：对于由volatile修改的变量，编译器不会优化调用该变量的程序（即，不会将变量放入调用程序的寄存器中），并且将从主内存实时。获取最新数据。

凯的个人博客：

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