一個具體的例子學習Java volatile關鍵字

相信大多數Java程序員都學習過volatile這個關鍵字的用法。百度百科上對volatile的定義：

volatile是一個類型修飾符（type specifier），被設計用來修飾被不一樣線程訪問和修改的變量。volatile的做用是做爲指令關鍵字，確保本條指令不會因編譯器的優化而省略，且要求每次直接讀值。

可能有不少剛學Java的朋友們看了上面這段很是籠統的描述後仍然以爲雲裏霧裏的。

下面咱們就用一個具體的例子來學習volatile的用法。

看這個例子：

public class ThreadVerify {
	public static Boolean stop = false;
	public static void main(String args[]) throws InterruptedException {
		Thread testThread = new Thread(){
			@Override
			public void run(){
				int i = 1;
				while(!stop){
					//System.out.println("in thread: " + Thread.currentThread() + " i: " + i);
					i++;
				}
				System.out.println("Thread stop i="+ i);
			}
		}
		;
		testThread.start();
		Thread.sleep(1000);
		stop = true;
		System.out.println("now, in main thread stop is: " + stop);
		testThread.join();
	}
}

這段代碼在主線程的第二行定義了一個布爾變量stop, 而後主線程啓動一個新線程，在線程裏不停得增長計數器i的值，直到主線程的布爾變量stop被主線程置爲true才結束循環。

主線程用Thread.sleep停頓1秒後將布爾值stop置爲true。

所以，咱們指望的結果是，上述Java代碼執行1秒鐘後中止，而且打印出1秒鐘內計數器i的實際值。

然而，執行這個Java應用後，你發現它進入了死循環，在任務管理器裏發現這個Java程序CPU佔用率飆升。

緣由是什麼呢？讓咱們溫習下計算機專業課操做系統中講過的內存模型的知識。

以Java內存模型爲例，Java內存模型分爲主內存(main memory)和工做內存(work memory)。主內存內的變量由全部線程共享，每一個線程擁有本身的工做內存，裏面的變量包含了線程局部變量。主內存中的變量若是被線程使用到，則線程的工做內存會維護一份主內存變量的副本拷貝。

線程對變量的全部讀寫操做必須在工做內存中進行，不能直接操做主內存中的變量。不一樣線程之間也沒法直接訪問對方的工做內存。線程間變量的傳遞需經過主內存來完成。線程、主內存、工做內存三者之間的交互關係以下圖：

若是線程在本身的執行代碼裏修改了定義在主線程（主內存）中的變量，修改直接發生在線程的工做內存裏，而後在某個時刻（Java程序員沒法控制這個時刻，而是由JVM調度的），這個修改從工做內存寫回到主內存。

回到咱們的例子。儘管主線程修改了stop變量，可是僅僅修改了主內存中的值，而操做計數器的線程的工做內存裏的stop變量仍是舊的值，始終爲false。所以這個線程陷入了死循環。

知道了原理，解決方案就很簡單了。在stop變量前加上關鍵字volatile進行修飾，這樣在計數器線程裏每次讀取stop的值時，volatile會強制該線程從主內存讀取，而不是從當前線程的工做內存讀取。這樣就避免了死循環。下圖顯示1秒鐘以後，計數器執行了14億次。

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