Java多线程之volatile关键字及内存屏障实例解析

volatile是JVM提供的一种最轻量级的同步机制，因为Java内存模型为volatile定义特殊的访问规则，使其可以实现Java内存模型中的两大特性：可见性和有序性。这篇文章主要介绍了Java多线程之volatile关键字及内存屏障,需要的朋友可以参考下 gleton(); } } } return instance; }}在这个单例模式的实现中，如果没有使用volatile修饰instance，那么在多线程环境下可能会出现问题。由于`new Singleton()`包含多个操作（分配内存、调用构造函数、设置引用），JVM为了优化可能会对这些操作进行指令重排。如果两个线程同时执行`getInstance()`，线程A可能先看到instance不为空（因为构造函数还没执行完，但是内存分配已完成），然后线程B也检查到instance不为空，但此时instance其实还没有完全初始化。这样就会导致线程安全问题。而如果使用volatile修饰instance，JVM会禁止对instance的读写操作进行指令重排，保证了在多线程环境下的正确性。 内存屏障的概念内存屏障，也称为内存栅栏，是CPU或编译器用来限制特定操作的指令，它可以保证特定操作的顺序，以及保证某些数据的可见性。在Java中，volatile关键字的实现就依赖于内存屏障。内存屏障分为写屏障和读屏障，它们分别确保写操作和读操作的顺序性。 volatile的内存屏障作用： 1. 写屏障（Store Barrier）：在写操作之后插入写屏障，确保写操作的数据立即写入主内存，其他线程可以立即看到这些更新。 2. 读屏障（Load Barrier）：在读操作之前插入读屏障，确保读操作会从主内存中获取最新值，而不是使用工作内存中的旧值。 volatile的内存屏障在Java内存模型中起到以下作用： 1. 确保可见性：写屏障保证了当一个线程修改volatile变量后，其他线程能立即看到这个修改。写操作后，工作内存中的副本不会被使用，而是直接将新值写入主内存，其他线程在读取时会从主内存中获取最新值。 2. 禁止指令重排：读屏障保证了volatile变量的读操作不会被重排序到其后面的读写操作之前，写屏障则确保了不会被重排序到其前面的读写操作之后。这保证了volatile变量的有序性，防止出现因指令重排导致的问题。 总结来说，volatile关键字在Java多线程编程中起着关键作用，它提供了轻量级的同步机制，通过内存屏障保证了变量的可见性和有序性，避免了多线程环境下数据不一致的问题。但需要注意的是，volatile不能保证操作的原子性，对于需要原子操作的场景，如计数器等，仍然需要使用synchronized或其他同步机制。在设计多线程程序时，理解volatile的工作原理和限制是非常重要的。