java基礎---多線程---volatile詳解

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===volatile做用？volatile的實現原理是什麼呢？lock前綴的效果是什麼呢？

volatile的做用：

1.可見性。一個線程對volatile變量進行寫操做以後，其餘線程都可以看到。

2.原子性。單個volatile變量的讀寫具備原子性，可是複合操做不知足原子性。

用來修飾變量

對volatile修飾的變量進行修改操做的時候，會在操做指令以前添加上LOCK前綴。

LOCK前綴的效果是：命名    

1.當前處理器緩存行的數據會寫回到系統內存的時候會先獲取總線，同時其餘cpu阻塞。

2.保證緩存一致性，會使得其餘CPU緩存的數據失效。由於其餘cpu會不斷嗅探總線，一發現本身緩存的數據被修改了就作失效標記。被標記以後要用的時候會從新從系統內存拿。

緩存一致性可能存在的問題：大量緩存一致性流量

volatile自己的內存語義

線程寫volatile變量至關於給接下來要讀取這個變量的線程發送消息。

線程讀volatile變量至關於接收以前某個線程發出的消息。

兩種都要通過主內存這個中間橋樑。

volatile讀寫防止指令重排序

可以創建一個內存屏障，必定程度上禁止指令重排序。重排序的時候不會把前面的讀寫指令重排序影響到volatile寫，同時也不會把後面的指令放在內存屏障前面。同時保證在執行到內存屏障這條指令的時候，前面的操做都是已經完成的。

 

CPU是如何保證原子性的？

1.加總線鎖。經過Lock#指令鎖住總線，防止其餘處理器同時修改內存。

2.加緩存鎖定。經過緩存一致性讓其餘cpu的緩存數據失效。

java中如何實現原子性

1.使用CAS

2.使用重量級鎖，可是這種鎖的獲取和釋放仍是使用CAS，由於是須要進入隊列的。重量級鎖也有同步隊列。

 

 

volatile在單例模式中的應用

private valitle static Instance instance;

public static Instance getInstance(){

    if (instance == null){

        synchronized(Instance.class){

            if (instance == null) {

                instance = new Instance(); //首先這步驟是複合操做

            }

        }

    }

    return instance;

}

若是第一個線程進來執行到初始化這步了：

由於中間實例化的步驟是一個複合操做，至關於三個步驟

1.分配內存空間

2.初始化

3.引用指向

可是因爲單線程狀況下會出現指令重排序，23顛倒了，因此引用先指向了那個還沒初始化的內存空間。

這個時候另外一個線程進來可以看到instance非空那麼就直接返回了，可是其實尚未初始化完成，因此出錯。

 

使用volatile修飾instance就是爲了防止指令衝排序，由於最後一步引用指向至關於一個volatile寫操做，經過內存屏障就可以防止指令重排序了。