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了解Java挥发性场

心靈之曲

发布： 2025-02-01 18:24:18

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深入理解Java中的volatile关键字

Java的volatile关键字常常被误用或理解不透彻，但它却是多线程编程中不可或缺的利器。将字段声明为volatile，能确保所有线程都能立即看到对该字段的任何修改。本文将深入探讨Java中volatile的含义，以及如何利用它提升并发程序的性能和可靠性。

volatile关键字详解

在Java中，volatile关键字用于修饰被多个线程访问的变量（实例变量或静态变量）。这意味着volatile变量的值不会被本地缓存：所有读写操作都直接与主内存交互。这保证了变量的修改始终是最新的，对所有线程可见。

以下是一个声明volatile变量的示例：

public class SharedState {
  private volatile int state;
  public void setState(int state) {
    this.state = state;
  }
  public int getState() {
    return state;
  }
}

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需要注意的是，访问级别（public、private等）并不影响volatile关键字的行为。

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为什么需要volatile？

在多线程环境下，变量的修改可能对其他线程不可见。这是因为Java虚拟机（JVM）允许本地缓存变量值，导致其他线程使用过时的数据。

问题：不可见的修改

假设有一个简单的线程，它检查一个标志变量来决定是否继续运行：

public class VisibilityExample {
  private boolean stopped;
  public void start() {
    new Thread(() -> {
      while (!stopped) {
        System.out.println("Running");
      }
    }).start();
  }
  public void stop() {
    stopped = true;
  }
}

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如果在另一个线程调用stop()方法，Running线程可能无法立即看到对stopped变量的修改。这会导致线程无限期地运行下去。

解决方案：volatile

将stopped变量声明为volatile，可以确保所有线程都能立即看到对该字段的任何更改：

public class VisibilityExample {
  private volatile boolean stopped;
  public void start() {
    new Thread(() -> {
      while (!stopped) {
        System.out.println("Running");
      }
    }).start();
  }
  public void stop() {
    stopped = true;
  }
}

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有了这个修改，stop()方法就能正确地停止Running线程。