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java中volatile关键字是否能保证线程安全?

曾奇略
2023-05-05

  答案:不能

  解析:volatile关键字用在多线程同步中,可保证读取的可见性,JVM只是保证从主内存加载到线程工作内存的值是最新的读取值,而非cache中。但多个线程对

  volatile的写操作,无法保证线程安全。例如假如线程1,线程2 在进行read,load 操作中,发现主内存中count的值都是5,那么都会加载这个最新的值,在线程1对count进行修改之后,会write到主内存中,主内存中的count变量就会变为6;线程2由于已经进行read,load操作,在进行运算之后,也会更新主内存count的变量值为6;导致两个线程及时用volatile关键字修改之后,还是会存在并发的情况。

  volatile 作用

  1. 可见性

  可见性是指多个线程访问同一个变量时,其中一个线程修改了该变量的值,其它线程能够立即看到修改的值。在 Java 内存模型中,所有的变量都存储在主存中,同时每个线程都拥有自己的工作线程,用于提高访问速度。线程会从主存中拷贝变量值到自己的工作内存中,然后在自己的工作线程中操作变量,而不是直接操作主存中的变量,由于每个线程在自己的内存中都有一个变量的拷贝,就会造成变量值不一致的问题。

  2. 原子性

  volatile 只保证单次读/写操作的原子性,对于多步操作,volatile 不能保证原子性。

  3. 有序性

  在 Java 内存模型中,允许编译器和处理器对指令进行重排序,重排序过程不会影响到单线程程序的执行,但是会影响到多线程并发执行的正确性。

  volatile 关键字可以禁止指令重新排序,可以保证一定的有序性。

  volatile 修饰的变量的有序性有两层含义:

    1. 所有在 volatile 修饰的变量写操作之前的写操作,将会对随后该 volatile 修饰的变量读操作之后的语句可见。

    2. 禁止 JVM 重排序:volatile 修饰的变量的读写指令不能和其前后的任何指令重排序,其前后的指令可能会被重排序。

  happen-before

  happen-before 关系是用来判断是否存在数据竞争、线程是否安全的主要依据,也是指令重排序的依据,保证了多线程下的可见性。

  volatile 修饰的变量在读写时会建立 happen-before 关系。

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