Java核心的深度剖析：从CPU缓存一致性到Volatile

2023-03-02 15:49:36

Volatile：一把双刃剑

CPU 缓存一致性：Volatile 的基础

当多个线程访问同一块内存时，必须保证它们对数据的访问是一致的。CPU 缓存一致性由硬件和软件共同实现。硬件提供了原子指令和内存屏障指令，而 Volatile 则通过在读取和写入共享变量之前和之后插入内存屏障指令，确保了对共享变量的原子访问。

内存屏障：Volatile 的秘密武器

内存屏障指令强制处理器在执行内存操作之前或之后刷新缓存，从而保证了共享变量的访问一致性。

Volatile 的应用场景

线程间通信
中断处理
内存映射

使用 Volatile 的注意事项

Volatile 只能保证原子性，不能保证顺序性。
Volatile 不能用于修改对象的状态，只能用于读取和写入基本类型变量。
Volatile 会降低程序性能，因此应谨慎使用。

代码示例：Volatile 实战

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class VolatileDemo {

    private volatile int counter = 0;

    public static void main(String[] args) {
        VolatileDemo demo = new VolatileDemo();

        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 100000; i++) {
                demo.counter++;
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 100000; i++) {
                System.out.println(demo.counter);
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();

        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("Final counter value: " + demo.counter);
    }
}