Java多線程 線程安全之volatile

Java線程安全主要是由兩個特性來組成，一、原子性。二、可見性。

 

1.volatile關鍵字

原子性相似於數據庫事務中的原子性，一個操做必須善始善終，不能中途被中止。

而可見性的意思：是多個線程之間訪問共享變量時，A線程所修改的變量須要及時的被B線程或其餘全部線程所讀取到。

直接上代碼，下面先看看當一個典型的多線程同步時的問題。

public class RunThread implements Runnable {
    private boolean isRunning = true;

    public boolean isRunning() {
        return isRunning;
    }

    public void setRunning(boolean isRunning) {
        this.isRunning = isRunning;
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("進入run了");
        while (isRunning) {

        }
        System.out.println("線程被中止了！");
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        RunThread thread = new RunThread();
        new Thread(thread).start();
        Thread.sleep(100);
        thread.setRunning(false);
        System.out.println("已經賦值爲false");
    }
}

輸出結果：

根據代碼，咱們在main線程中已經設置isRunning爲false，子線程thread應該跳出while的死循環，打印出「線程被中止了！」，而結果爲何沒有呢？

這就引出了JMM 內存模型的主存和內存的關係問題，先看下JMM 內存模型的示意圖。

能夠看到，每一個線程都擁有一個獨立的本地內存（也能夠叫工做內存），而下面大的主內存則是由全部線程所共享的，其實每次線程中所讀取到的變量都是從主存中得來的，而後寫入到本身的工做內存，而後進行操做。

基於這個模型，咱們其實就能夠回答上面的問題，在子線程中咱們每次讀取isRunning，都是從本地內存中，全部取得值一直是false，而在主線程中咱們設置了isRunning爲true是在主存中，子線程中沒有及時的讀取到主線程中改變的isRunning變量。這就形成了一個線程之間共享變量沒有及時同步，也能夠說是一個線程改變的值，沒有及時被其餘線程所看到。這裏咱們就引入了volatile關鍵字，只要被它修飾的變量在進行修改時，會向總線（BUS）發送消息，其餘線程讀取到該變量時，會獲得最新的值。簡單的來講，若是想要某個變量被全部線程讀取到最新的值，就使用volatile關鍵字進行修飾。

因此在上面，咱們僅僅須要在isRunning前面加上volatile關鍵字修飾，以下：

private volatile boolean isRunning = true;

輸出結果：

能夠看到，程序已經如咱們所預期的，達到線程安全的效果了。

2.volatile的侷限性

其實volatile關鍵字解決的僅僅是線程之間可見性的問題，換句話說，它僅僅的解決的是線程之間數據可否被讀取到，而沒有解決多線程的原子性問題，即讀到的數據是否是一個線程完整執行後的結果值。若是想保證多線程的原子性問題，能夠參考java下的concurrent包下提供了一些原子類，如tomicInteger、AtomicLong、AtomicReference等，能夠很好的解決變量數據的正確性問題。