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volatile的使用及DCL模式

developerworks / 2909人閱讀

摘要：基礎(chǔ)系列的與方法類(lèi)初始化順序線程池如何彈性伸縮的幾個(gè)要點(diǎn)的緩存什么場(chǎng)景下使用阻塞隊(duì)列的使用及模式中的序本文主要介紹的相關(guān)知識(shí)。典型的使用場(chǎng)景，作為，采用來(lái)做信號(hào)通知不采用的容易出錯(cuò)即模式，就是雙加鎖檢查模式。因而有了雙重檢測(cè)模式的應(yīng)用。

Java基礎(chǔ)系列

Java的hashcode與equals方法

Java類(lèi)初始化順序

ThreadPoolExecutor線程池如何彈性伸縮

HashMap的幾個(gè)要點(diǎn)

Integer的緩存

什么場(chǎng)景下使用阻塞隊(duì)列

volatile的使用及DCL模式

try-catch-finally中的return

序

本文主要介紹volatile的相關(guān)知識(shí)。

volatile要點(diǎn)

volatile 只保證變量的線程可見(jiàn)性，不保證變量的原子性（只對(duì)賦值起作用），另外一個(gè)作用是防止重排序。

volatile 典型的使用場(chǎng)景，作為boolean，采用while來(lái)做信號(hào)通知

不采用volatile的dcl容易出錯(cuò)（DCL即Double Check Locking模式，就是雙加鎖檢查模式。）

代碼實(shí)例

單例的延遲加載實(shí)現(xiàn)

package cn.javass.dp.singleton.example2;
 
/**
* 懶漢式單例示例
*/
public class Singleton {
    /**
     * 定義一個(gè)變量來(lái)存儲(chǔ)創(chuàng)建好的類(lèi)實(shí)例
     */
    private static Singleton uniqueInstance = null;
    /**
     * 私有化構(gòu)造方法，好在內(nèi)部控制創(chuàng)建實(shí)例的數(shù)目
     */
    private Singleton(){
        //
    }
    /**
     * 定義一個(gè)方法來(lái)為客戶(hù)端提供類(lèi)實(shí)例
     * @return 一個(gè)Singleton的實(shí)例
     */
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        //判斷存儲(chǔ)實(shí)例的變量是否有值
        if(uniqueInstance == null){
            //如果沒(méi)有，就創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)實(shí)例，并把值賦值給存儲(chǔ)類(lèi)實(shí)例的變量
            uniqueInstance = new Singleton();
        }
        //如果有值，那就直接使用
        return uniqueInstance;
    }
}

上面的代碼雖然在多線程的情況是線程安全的，也確保了只有一個(gè)實(shí)例，但是在高并發(fā)的情況下，synchronized 關(guān)鍵字會(huì)使得性能下降。

因此，不用synchronized修飾此方法，改在保證實(shí)例化實(shí)例的時(shí)候只有一個(gè)線程執(zhí)行就可以了。因而有了雙重檢測(cè)模式的應(yīng)用。

假設(shè)線程A,B同時(shí)進(jìn)入該方法，都檢測(cè)到instance為null，然后假設(shè)A先占用了同步鎖，然后實(shí)例化對(duì)象，之后B也會(huì)占用同步鎖去實(shí)例化，因而這里需要再一次檢測(cè)實(shí)例時(shí)是否已經(jīng)被創(chuàng)建了，此為雙重檢測(cè)的來(lái)源。

package cn.javass.dp.singleton.example10;
 
public class Singleton {
    /**
     * 對(duì)保存實(shí)例的變量添加volatile的修飾
     */
    private volatile static Singleton instance = null;
    private Singleton(){
 
    }
    public static  Singleton getInstance(){
        //先檢查實(shí)例是否存在，如果不存在才進(jìn)入下面的同步塊
        if(instance == null){
            //同步塊，線程安全的創(chuàng)建實(shí)例
            synchronized(Singleton.class){
                //再次檢查實(shí)例是否存在，如果不存在才真的創(chuàng)建實(shí)例
                if(instance == null){
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}
為什么使用volatile關(guān)鍵字 1、volatile能夠保證變量在多線程之間的可見(jiàn)性

即 JVM的volatile語(yǔ)義保證了一個(gè)線程更新了這個(gè)變量，其他線程再下次讀取的時(shí)候，回去刷新本地緩存

2、為什么在JDK5之前是不安全的

在JDK5之前，java的內(nèi)存模型允許out-of-writer，具體如下：
（1）java的new不是原子的，具體在更細(xì)的層面還是有諸多步驟：

A、 分配新對(duì)象的內(nèi)存

B、調(diào)用類(lèi)的構(gòu)造器，初始化成員字段

C、 instance被賦為指向新的對(duì)象的引用。

說(shuō)白了，JDK5之前不能保證有volatile修飾的對(duì)象構(gòu)造內(nèi)部是有序的。

（2）線程A發(fā)現(xiàn)instance沒(méi)有被實(shí)例化，它獲得鎖，然后去實(shí)例化該對(duì)象，JVM容許在沒(méi)有完全實(shí)例化完成的時(shí)候，將實(shí)例的指針賦給這個(gè)instance變量，而此時(shí)instance==null就為false了，在初始化完成之前，線程B進(jìn)入此方法，發(fā)現(xiàn)instance不為空，認(rèn)為已經(jīng)初始化完成了，于是便使用了這個(gè)尚未完全初始化的實(shí)例對(duì)象，可能引起其他的異常。

64位long和double

在JVM規(guī)范中Java內(nèi)存模型要求lock、unlock、read、load、assign、use、store、write這8個(gè)操作必須是原子的，但是對(duì)于64位的long和double來(lái)說(shuō)，如果沒(méi)有被volatile修飾符修飾，那么可以不是原子的，注意是可以，即虛擬機(jī)在實(shí)現(xiàn)的時(shí)候可以選擇是否是原子操作。目前幾乎所有的商用虛擬機(jī)都將此實(shí)現(xiàn)為原子操作，因此不必每次用到它們都去加volatile修飾。

參考

JVM并發(fā)機(jī)制的探討——內(nèi)存模型、內(nèi)存可見(jiàn)性和指令重排序

關(guān)于Java中的volatile型變量

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