1.volatile 要真正搞懂volatile关键字,需要从CPU高速缓存说起。 当一个程序运行的时候,数据是保存在内存当中的,但是执行程序这个工作却是由CPU完成的。那么当CPU正在执行着任务呢,突然需要用到某个数据,它就会从内存中去读取这个数据,得到了数据之后再继续向下执行任务。 这是理论上理想的工作方式,但是却存在着一个问题。我们知道,现在CPU的速度越来越快,但是光CPU快没有用呀,因为CPU再快还是要从内存去读取数据,而这个过程是非常缓慢的,所以就大大限制了CPU的发展。 为了解决这个问题,CPU厂商引入了高速缓存功能。内存里存储的数据,CPU高速缓存里也可以存一份,这样当需要频繁去访问某个数据时就不需要重复从内存中去获取了,CPU高速缓存里有,那么直接拿缓存中的数据即可,这样就可以大大提升CPU的工作效率。 而当程序要对某个数据进行修改时,也可以先修改高速缓存中的数据,因为这样会非常快,等运算结束之后,再将缓存中的数据写回到内存当中即可。 这种工作方式在单线程的场景下是没问题的,准确来讲,在单核多线程的场景下也是没问题的。但如果到了多核多线程的场景下,可能就会出现问题。 我们都知道,现在不管是手机还是电脑,动不动就声称是多核的,多核就是CPU中有多个运算单元的意思。因为一个运算单元在同一时间其实只能处理一个任务,即使我们开了多个线程,对于单核CPU而言,它只能先处理这个线程中的一些任务,然后暂停下来转去处理另外一个线程中的任务,以此交替。而多核CPU的话,则可以允许在同一时间处理多个任务,这样效率当然就更高了。 但是多核CPU又带来了一个新的挑战,那就是在多线程的场景下,CPU高速缓存中的数据可能不准确了。原因也很简单,我们通过下面这张图来理解一下。 可以看到,这里有两个线程,分别通过两个CPU的运算单元来执行程序,但它们是共享同一个内存的。现在CPU1从内存中读取数据A,并写入高速缓存,CPU2也从内存中读取数据A,并写入高速缓存。 到目前为止还是没有问题的,但是如果线程2修改了数据A的值,首先CPU2会更新高速缓存中A的值,然后再将它写回到内存当中。这个时候,线程1再访问数据A,CPU1发现高速缓存当中有A的值啊,那么直接返回缓存中的值不就行了。此时你会发现,线程1和线程2访问同一个数据A,得到的值却不一样了。 这就是多核多线程场景下遇到的可见性问题,因为当一个线程去修改某个变量的值时,该变量对于另外一个线程并不是立即可见的。 此时,就需要用到volatile关键字了! volatile这个关键字的一个重要作用就是解决可见性问题,即保证当一个线程修改了某个变量之后,该变量对于另外一个线程是立即可见的。 至于volatile的工作原理,大概原理就是当一个变量被声明成volatile之后,任何一个线程对它进行修改,都会让所有其他CPU高速缓存中的值过期,这样其他线程就必须去内存中重新获取最新的值,也就解决了可见性的问题。
2.static static关键字可以用来修饰成员变量、函数和代码块,使其变成静态成员变量、静态函数和静态代码块。 ①静态成员变量 静态成员变量可以用对象调用,也可以用类名直接调用,不需要创建对象。 静态成员变量使用的是同一块内存。 如上图,普通的成员变量,生成的对象是不同的,在内存中也是不同的存在,即不同的对象的同一个变量,值是不同的。 而静态成员变量(用static修饰i后),使用的i是同一个,不论有多少个成员变量,使用的都是同一个变量。因为static修饰的变量不属于某个对象,而是属于某个类。如下图: ②静态函数 静态函数也可以直接用类名来调用。 静态函数不能调用非静态成员变量。 ③静态代码块 静态代码块没有名字,比如: static{ … } 静态代码块在类加载的时候调用,先于main()执行,一般用来附初始值。
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