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[Java知识库]Volatile的概念

Volatile有两大作用

  1. 保证线程间可见性
  2. 禁止指令重排序

CPU的乱序执行

CPU为什么支持乱序执行?是为了提高效率。

CPU的速度要比内存的速度快100倍

如果按顺序执行,有两条指令,第一次指令去内存中读取数据,第二个指令要等99%的时间让第一个指令执行完再去执行,浪费CPU的时间,执行效率就很低。

在CPU的优化时候,有可能是这样执行的,在第一个指令执行的时候,会把第二个指令拿出来执行,但是有个前提条件,两个指令不能存在前后的依赖关系。

解释一下对象的创建过程

public static void main(String[] args) {
    Object o = new Object();
}

new 出一个对象至少需要三步:

第一步:new ,申请一块内存空间,用来装我new出来的对象。如上图所示,申请的内存空间里肯定有一个成员变量m,这个m的值是他的默认值,根据数据类型来定,所以这个m的默认值是0;

第二步:给成员变量赋值,所以此时的m值变为了8。这个过程就是对象的半初始化状态。

第三步:建立关联,局部变量 t ,t里面存储一个指针,这个指针就指向一个对象。

双重检锁(DCL)单例要不要加Volatile

双重检锁(DCL)单例

public class TestDemo {
    //2.要不要加 volatile
    private static volatile TestDemo INST;
    private TestDemo(){}

    public static TestDemo getInstance() {
        //1.这个地方为什么要为空判断?
        if (INST == null) {
            synchronized (TestDemo.class) {
                if (INST == null) {
                    try {
                        Thread.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    INST = new TestDemo();
                }
            }
        }
        return INST;
    }
}

为什么要进来就为空判断?

假如去掉这个判断,现在有1000个线程都来抢这把锁,上来就开始锁竞争,最终只有一个线程能够持有锁,去new对象,剩下的所有线程都参与了锁竞争过程,这样会降低效率。如果加上了判断,只要一个线程new出了对象,就不用去参与锁竞争过程了。

要不要加Volatile ???

答案是必须要加的。

为什么呢?

前面讲了,new一个对象至少有三步,在线程1创建对象时,在申请内存空间的时候,发生了指令重排序(我们前面也讲了,CPU会有乱序执行),第二步和第三步发生了执行顺序的颠倒,线程1在执行完第一步去执行了第三步,这时候局部变量INST指向了创建的对象,此时线程2判断INST不再为null,而线程1还没有执行完第三步,此时线程2拿到的对象是一个半成品,而成员变量的值还是他的默认值。

Volatile的一个作用就是禁止指令重排序,用Volatile修饰的任何内存空间(对象),在他上面执行的指令不可以乱序。

Volatile为什么会禁止重排的?

内存屏障!!

内存屏障 (JVM级别)

JVM级别的内存屏障分为四种

JVM是一种规范,这个规范要求被Volatile修饰的东西要实现内存屏障。但是硬件级别或者hostpot级别或者操作系统级别如何实现的,实际上与JVM的规定没有直接的关系。

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加:2022-03-04 15:22:29  更:2022-03-04 15:24:32 
 
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