Question

在The Java Language Specification, Java SE 9 Edition中有一个声明：

Java编程语言允许线程访问共享变量（§17.1）。通常，为了确保共享变量的一致性和可靠性更新，线程应确保通过获取锁定来独占使用此类变量，通常会对这些共享变量实施互斥。

Java编程语言提供了第二种机制volatile字段，比某些用途的锁定更方便。

我试图找出使用volatile的目的比锁定更方便？

Answer 1

我正在试图弄清楚使用volatile的目的是什么？更方便而不是锁定？

在简单的情况下，这是一个更方便的¹解决方案，其中volatile是唯一需要同步的状态，并且操作本质上是原子的。

例如：

public class Processor extends Thread {
    private volatile stopped;

    public void run() {
        while (!stopped) {
            // do stuff
        }
    }

    public void stop() {
        stopped = true;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Processor p = new Processor();
        p.start();
        Thread.sleep(1000);
        p.stop();
    }
}

如果对stopped使用常规变量，则在阅读和编写时需要使用synchronized（或其他形式或锁定）...这样代码更多，不太方便。< / p>

 public class Processor extends Thread {
    private stopped;

    public void run() {
        while (!isStopped()) {
            // do stuff
        }
    }

    public synchronized void stop() {
        stopped = true;
    }

    private synchronized boolean isStopped() {
        return stopped;
    }
}

但是，这仅适用于在简单情况下锁定的替代方法。如果受保护状态需要的不仅仅是原子读取和原子写入，那么它将无法工作。例如：

public class Counter {
    private volatile int counter;

    public void increment() {
        counter = counter + 1;
    }

    private int get() {
        return counter;
    }
}

由于increment()的实现方式，上述内容不是线程安全的。为了正确（线程安全）行为，increment = increment + 1需要以原子方式完成。 volatile不提供该保证。内存read和write操作都是原子的，但它们不是原子序列。

AFAIK，使用 Counter变量实现volatile没有线程安全的方法。您需要锁定或AtomicInteger（通常依赖于CAS硬件支持......）

^{1 - 如果只计算代码行，会更方便。如果你也考虑到代码作者和维护者在推理上花费的工作，解决方案是正确的，我会认为“便利”在很大程度上是一种错觉。}

在哪些情况下，易失性比锁定更好？

这是一个更难的问题，因为“更好”是一个加载的术语。但如果你的意思是“性能更高”，那么volatile在工作的情况下通常会更好：

volatile读取或写入只会导致内存障碍。
锁定操作通常使用CAS指令和一些代码来实现，以处理争用。 CAS引入了内存屏障。
Atomic类型通常也使用CAS实现。

这种分析有点粗糙，但最底层的是，如果volatile能够胜任这项工作，那么它可能比替代方案更有效率。但有两点需要注意：

涉及线程间通信或同步的大多数操作对于volatile
在正常情况下，volatile的性能优势太小而不显着。如果存在争用或同步瓶颈，则会发生更改。

Answer 2

要完成Stephen C的答案，volatile关键字提供共享变量的原子读取和写入，然后在JVM内部不使用与synchronized块相反的任何监视器。

因此，对于共享的简单变量，从性能的角度来看，它应该更有效。

但正如已经提到的那样，它仅适用于简单的变量访问。

请参阅文档here

Answer 3

为什么 volatile ：它不涉及上下文切换或同步开销。写入总是将状态刷新到主存储器。
volatile 时：通常用于布尔变量，如果没有复合语句。即操作是原子的。 i++不是原子的。
替代方案：使用CAS语句或锁定的原子变量。

Answer 4

如果您有单个编写者线程和多个读者线程，则可以使用volatile。

但如果你有多个作家和读者线程volatile不提供数据一致性。

更多细节可以阅读@ Difference between volatile and synchronized in Java

在哪些情况下，易失性比锁定更好？

4 个答案: