在之前我们了解到了线程的三大特性:原子性,可见性,有序性。
前面的例子我们知道了volatile
可以保证共享变量的可见性,但是volatile
可以保证原子性吗?
我们来看看:
public class Test {public volatile int inc = 0;public void increase() {inc++;}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) //保证前面的线程都执行完Thread.yield();System.out.println(test.inc);}
}
来想一想这段程序的输出结果,然后copy
到本地运行看一看效果。
可能我们想的结果应该是:10000
,不过最终运行的结果往往达不到10000
,可能我们会有疑问,不对啊,上面是对变量inc
进行自增操作,由于volatile
保证了可见性,那么在每个线程中对inc
自增完之后,在其他线程中都能看到修改后的值啊,所以有10
个线程分别进行了1000
次操作,那么最终inc
的值应该是1000*10=10000
。
前面我们讲到volatile
是可以保证可见性的,不过上述程序的错误在于volatile
没法保证程序的原子性。
我们知道变量的自增不是原子性的。它包括两个步骤:
1.读取变量的值;
2.给变量的值加1
并写入工作内存。
我们想象这样一种情况:线程1在操作inc
变量自增的时候可能会遇到这种状况,读取到了inc
变量的值,这个时候inc
的值为10
,还没有进行自增操作时候线程1阻塞了,紧接着线程2对inc
变量进行操作,注意这个时候inc
的值还是10
,线程2对inc
进行了自增操作,这个时候inc
的值是11
,并将这个改变写到主存中,好了,现在线程1恢复了,它并不会去主存中读取inc
的值,因为inc
已经在它的缓存中了,所以继续进行之前的操作,注意这个时候线程1的缓存中inc
的值是10
,线程1对inc
的值进行加1
.inc
等于11
,然后写入主存。
我们发现两个线程都对inc
进行了一轮操作,但是inc
的值只增加了1
.
可能我们还是会有疑问,不对啊,前面不是保证一个变量在修改volatile
变量时,会让缓存行无效吗?然后其他线程去读就会读到新的值,对,这个没错。这个就是上面的happens-before
规则中的volatile
变量规则,但是要注意,线程1对变量进行读取操作之后,被阻塞了的话,并没有对inc
值进行修改。然后虽然volatile
能保证线程2
对变量inc
的值读取是从内存中读取的,但是线程1
没有进行修改,所以线程2
根本就不会看到修改的值。