『壹』 java中volatile修飾的變數有什麼特徵
volatile是一個類型修飾符,它是被設計用來修飾被不同線程訪問和修改的變數,可以被非同步的線程所修改。
final必須對它賦予初值並且不能修改它。
對比就知道兩個修飾符是沖突的,放一起是要干什麼呢?
『貳』 java 的關鍵字有哪些
轉的
Abstract 抽象的
一個Java語言中的關鍵字,用在類的聲明中來指明一個類是不能被實例化的,但是可以被其它類繼承。一個抽象類可以使用抽象方法,抽象方法不需要實現,但是需要在子類中被實現
break
一個Java的關鍵字,用來改變程序執行流程,立刻從當前語句的下一句開始執行從。如果後面跟有一個標簽,則從標簽對應的地方開始執行
case
Java語言的關鍵字,用來定義一組分支選擇,如果某個值和switch中給出的值一樣,就會從該分支開始執行。
catch
Java的一個關鍵字,用來聲明當try語句塊中發生運行時錯誤或非運行時異常時運行的一個塊。
char
Java語言的一個關鍵字,用來定義一個字元類型
continue
一個Java的關鍵字,用來打斷當前循環過程,從當前循環的最後重新開始執行,如果後面跟有一個標簽,則從標簽對應的地方開始執行。
do
一個Java語言的關鍵字,用來聲明一個循環,這個循環的結束條件可以通過while關鍵字設置
double
一個Java語言的關鍵字,用來定義一個double類型的變數
else
一個Java語言的關鍵字,如果if語句的條件不滿足就會執行該語句。
final
一個Java語言的關鍵字。你只能定義一個實體一次,以後不能改變它或繼承它。更嚴格的講:一個final修飾的類不能被子類化,一個final修飾的方法不能被重寫,一個final修飾的變數不能改變其初始值。
finally
一個Java語言的關鍵字,用來執行一段代碼不管在前面定義的try語句中是否有異常或運行時錯誤發生。
float
一個Java語言的關鍵字,用來定義一個浮點數變數
for
一個Java語言的關鍵字,用來聲明一個循環。程序員可以指定要循環的語句,推出條件和初始化變數。
if
Java編程語言的一個關鍵字,用來生成一個條件測試,如果條件為真,就執行if下的語句。
implements
Java(TM)編程語言的一個關鍵字,在類的聲明中是可選的,用來指明當前類實現的介面。
import
Java(TM)編程語言的一個關鍵字,在源文件的開始部分指明後面將要引用的一個類或整個包,這樣就不必在使用的時候加上包的名字。
instanceof
一個二操作數的Java(TM)語言關鍵字,用來測試第一個參數的運行時類型是否和第二個參數兼容。
int
Java(TM)的一個關鍵字,用來定義一個整形變數
Java(TM)的一個關鍵字,用來定義一系列的方法和常量。它可以被類實現,通過implements關鍵字。
long
Java語言的一個關鍵字,用來定義一個long類型的變數。
private
Java語言的一個關鍵字,用在方法或變數的聲中。它表示這個方法或變數只能被這個類的其它元素所訪問。
protected
Java語言的一個關鍵字,在方法和變數的聲明中使用,它表示這個方法或變數只能被同一個類中的,子類中的或者同一個包中的類中的元素所訪問。
public
Java語言的一個關鍵字,在方法和變數的聲明中使用,它表示這個方法或變數能夠被其它類中的元素訪問。
return
Java語言的一個關鍵字,用來結束一個方法的執行。它後面可以跟一個方法聲明中要求的值。
short
Java語言的關鍵字,用來定義一個short類型的變數。
static
Java語言的關鍵字,用來定義一個變數為類變數。類只維護一個類變數的拷貝,不管該類當前有多少個實例。"static" 同樣能夠用來定義一個方法為類方法。類方法通過類名調用而不是特定的實例,並且只能操作類變數。
this
Java語言的關鍵字,用來代表它出現的類的一個實例。this可以用來訪問類變數和類方法。
throw
Java語言的關鍵字,允許用戶拋出一個exception對象或者任何實現throwable的對象
throws
Java語言的關鍵字,用在方法的聲明中來說明哪些異常這個方法是不處理的,而是提交到程序的更高一層。
transient
Java語言的關鍵字,用來表示一個域不是該對象串列化的一部分。當一個對象被串列化的時候,transient型變數的值不包括在串列化的表示中,然而非transient型的變數是被包括進去的。
try
Java語言的關鍵字,用來定義一個可能拋出異常語句塊。如果一個異常被拋出,一個可選的catch語句塊會處理try語句塊中拋出的異常。同時,一個finally語句塊會被執行,無論一個異常是否被拋出。
void
Java語言的關鍵字,用在Java語言的方法聲明中說明這個方法沒有任何返回值。"void"也可以用來表示一句沒有任何功能的語句。
volatile
Java語言的關鍵字,用在變數的聲明中表示這個變數是被同時運行的幾個線程非同步修改的。
while
Java語言的一個關鍵字,用來定義一段反復執行的循環語句。循環的退出條件是while語句的一部分。
關於break和continue
continue語句與break語句相關,但較少用到。continue語句用於使其所在的for、while或do-while語句開始下一次循環。在while與do-while語句中,continue語句的執行意味著立即執行測試部分;在for循環語句中,continue語句的執行則意味著使控制傳遞到增量部分。
『叄』 誰能真正整明白java volatile 關鍵字
四.深入剖析volatile關鍵字
在前面講述了很多東西,其實都是為講述volatile關鍵字作鋪墊,那麼接下來我們就進入主題。
1.volatile關鍵字的兩層語義
一旦一個共享變數(類的成員變數、類的靜態成員變數)被volatile修飾之後,那麼就具備了兩層語義:
1)保證了不同線程對這個變數進行操作時的可見性,即一個線程修改了某個變數的值,這新值對其他線程來說是立即可見的。
2)禁止進行指令重排序。
先看一段代碼,假如線程1先執行,線程2後執行:
這段代碼是很典型的一段代碼,很多人在中斷線程時可能都會採用這種標記辦法。但是事實上,這段代碼會完全運行正確么?即一定會將線程中斷么?不一定,也許在大多數時候,這個代碼能夠把線程中斷,但是也有可能會導致無法中斷線程(雖然這個可能性很小,但是只要一旦發生這種情況就會造成死循環了)。
下面解釋一下這段代碼為何有可能導致無法中斷線程。在前面已經解釋過,每個線程在運行過程中都有自己的工作內存,那麼線程1在運行的時候,會將stop變數的值拷貝一份放在自己的工作內存當中。
那麼當線程2更改了stop變數的值之後,但是還沒來得及寫入主存當中,線程2轉去做其他事情了,那麼線程1由於不知道線程2對stop變數的更改,因此還會一直循環下去。
但是用volatile修飾之後就變得不一樣了:
第一:使用volatile關鍵字會強制將修改的值立即寫入主存;
第二:使用volatile關鍵字的話,當線程2進行修改時,會導致線程1的工作內存中緩存變數stop的緩存行無效(反映到硬體層的話,就是CPU的L1或者L2緩存中對應的緩存行無效);
第三:由於線程1的工作內存中緩存變數stop的緩存行無效,所以線程1再次讀取變數stop的值時會去主存讀取。
那麼在線程2修改stop值時(當然這里包括2個操作,修改線程2工作內存中的值,然後將修改後的值寫入內存),會使得線程1的工作內存中緩存變數stop的緩存行無效,然後線程1讀取時,發現自己的緩存行無效,它會等待緩存行對應的主存地址被更新之後,然後去對應的主存讀取最新的值。
那麼線程1讀取到的就是最新的正確的值。
2.volatile保證原子性嗎?
從上面知道volatile關鍵字保證了操作的可見性,但是volatile能保證對變數的操作是原子性嗎?
下面看一個例子:
大家想一下這段程序的輸出結果是多少?也許有些朋友認為是10000。但是事實上運行它會發現每次運行結果都不一致,都是一個小於10000的數字。
可能有的朋友就會有疑問,不對啊,上面是對變數inc進行自增操作,由於volatile保證了可見性,那麼在每個線程中對inc自增完之後,在其他線程中都能看到修改後的值啊,所以有10個線程分別進行了1000次操作,那麼最終inc的值應該是1000*10=10000。
這裡面就有一個誤區了,volatile關鍵字能保證可見性沒有錯,但是上面的程序錯在沒能保證原子性。可見性只能保證每次讀取的是最新的值,但是volatile沒辦法保證對變數的操作的原子性。
在前面已經提到過,自增操作是不具備原子性的,它包括讀取變數的原始值、進行加1操作、寫入工作內存。那麼就是說自增操作的三個子操作可能會分割開執行,就有可能導致下面這種情況出現:
假如某個時刻變數inc的值為10,
線程1對變數進行自增操作,線程1先讀取了變數inc的原始值,然後線程1被阻塞了;
然後線程2對變數進行自增操作,線程2也去讀取變數inc的原始值,由於線程1隻是對變數inc進行讀取操作,而沒有對變數進行修改操作,所以不會導致線程2的工作內存中緩存變數inc的緩存行無效,所以線程2會直接去主存讀取inc的值,發現inc的值時10,然後進行加1操作,並把11寫入工作內存,最後寫入主存。
然後線程1接著進行加1操作,由於已經讀取了inc的值,注意此時在線程1的工作內存中inc的值仍然為10,所以線程1對inc進行加1操作後inc的值為11,然後將11寫入工作內存,最後寫入主存。
那麼兩個線程分別進行了一次自增操作後,inc只增加了1。
解釋到這里,可能有朋友會有疑問,不對啊,前面不是保證一個變數在修改volatile變數時,會讓緩存行無效嗎?然後其他線程去讀就會讀到新的值,對,這個沒錯。這個就是上面的happens-before規則中的volatile變數規則,但是要注意,線程1對變數進行讀取操作之後,被阻塞了的話,並沒有對inc值進行修改。然後雖然volatile能保證線程2對變數inc的值讀取是從內存中讀取的,但是線程1沒有進行修改,所以線程2根本就不會看到修改的值。
根源就在這里,自增操作不是原子性操作,而且volatile也無法保證對變數的任何操作都是原子性的。
把上面的代碼改成以下任何一種都可以達到效果:
採用synchronized:
採用Lock:
public class Test {public int inc = 0;Lock lock = new ReentrantLock();public void increase() {lock.lock();try {inc++;} finally{lock.unlock();}}public static void main(String[] args) {final Test test = new Test();for(int i=0;i<10;i++){new Thread(){public void run() {for(int j=0;j<1000;j++)test.increase();};}.start();}while(Thread.activeCount()>1) //保證前面的線程都執行完Thread.yield();System.out.println(test.inc);}}採用AtomicInteger:
前面舉這個例子的時候,提到有可能語句2會在語句1之前執行,那麼久可能導致context還沒被初始化,而線程2中就使用未初始化的context去進行操作,導致程序出錯。
這里如果用volatile關鍵字對inited變數進行修飾,就不會出現這種問題了,因為當執行到語句2時,必定能保證context已經初始化完畢。
4.volatile的原理和實現機制
前面講述了源於volatile關鍵字的一些使用,下面我們來探討一下volatile到底如何保證可見性和禁止指令重排序的。
下面這段話摘自《深入理解Java虛擬機》:
「觀察加入volatile關鍵字和沒有加入volatile關鍵字時所生成的匯編代碼發現,加入volatile關鍵字時,會多出一個lock前綴指令」
lock前綴指令實際上相當於一個內存屏障(也成內存柵欄),內存屏障會提供3個功能:
1)它確保指令重排序時不會把其後面的指令排到內存屏障之前的位置,也不會把前面的指令排到內存屏障的後面;即在執行到內存屏障這句指令時,在它前面的操作已經全部完成;
2)它會強制將對緩存的修改操作立即寫入主存;
3)如果是寫操作,它會導致其他CPU中對應的緩存行無效。
『肆』 Java 線程同步幾種方式
(1)同步方法:
即有synchronized關鍵字修飾的方法。 由於java的每個對象都有一個內置鎖,當用此關鍵字修飾方法時,內置鎖會保護整個方法。在調用該方法前,需要獲得內置鎖,否則就處於阻塞狀態。
(2)同步代碼塊
即有synchronized關鍵字修飾的語句塊。被該關鍵字修飾的語句塊會自動被加上內置鎖,從而實現同步
(3)使用特殊域變數(Volatile)實現線程同步
a.volatile關鍵字為域變數的訪問提供了一種免鎖機制
b.使用volatile修飾域相當於告訴虛擬機該域可能會被其他線程更新
c.因此每次使用該域就要重新計算,而不是使用寄存器中的值
d.volatile不會提供任何原子操作,它也不能用來修飾final類型的變數
(4)使用重入鎖實現線程同步
在JavaSE5.0中新增了一個java.util.concurrent包來支持同步。ReentrantLock類是可重入、互斥、實現了Lock介面的鎖, 它與使用synchronized方法和快具有相同的基本行為和語義,並且擴展了其能力。
(5)使用局部變數實現線程同步
『伍』 java 程序中怎麼保證多線程的運行安全
2.1.讀一致性
Java 中針對上述「讀不安全」的問題提供了關鍵字 volatile 來解決問題,被 volatile 修飾的成員變數,在內容發生更改的時候,會通知所有線程去主內存更新最新的值,這樣就解決了讀不安全的問題,實現了讀一致性。
但是,讀一致性是無法解決寫一致性的,雖然能夠使得每個線程都能及時獲取到最新的值,但是1.1中的寫一致性問題還是會存在。
既然如此,Java 為啥還要提供 volatile 關鍵字呢?這並非多餘的存在,在某些場景下只需要讀一致性的話,這個關鍵字就能夠滿足需求而且性能相對還不錯,因為其他的能夠保證「讀寫」都一直的辦法,多多少少存在一些犧牲。
2.2.寫一致性
Java 提供了三種方式來保證讀寫一致性,分別是互斥鎖、自旋鎖、線程隔離。
2.2.1.互斥鎖
互斥鎖只是一個鎖概念,在其他場景也叫做獨占鎖、悲觀鎖等,其實就是一個意思。它是指線程之間是互斥的,某一個線程獲取了某個資源的鎖,那麼其他線程就只能睡眠等待。
在 Java 中互斥鎖的實現一般叫做同步線程鎖,關鍵字 synchronized,它鎖住的范圍是它修飾的作用域,鎖住的對象是:當前對象(對象鎖)或類的全部對象(類鎖)——鎖釋放前,其他線程必將阻塞,保證鎖住范圍內的操作是原子性的,而且讀取的數據不存在一致性問題。
對象鎖:當它修飾方法、代碼塊時,將會鎖住當前對象
類鎖:修飾類、靜態方法時,則是鎖住類的所有對象
注意:鎖住的永遠是對象,鎖住的范圍永遠是 synchronized 關鍵字後面的花括弧劃定的代碼域。
2.2.2.自旋鎖
自旋鎖也只是一個鎖概念,在其他場景也叫做樂觀鎖等。
自旋鎖本質上是不加鎖,而是通過對比舊數據來決定是否更新: