Java學習筆記45：Java 線程與主線程之間的變量關系

運行下面的代碼：

 

package com.test.www;



public class Test {

    public static int count = 0;
    
    public static void inc() {
 
        //這里延遲1毫秒，使得結果明顯
        try {
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
        }
 
        count++;
    }
 
    public static void main(String[] args) {
 
        //同時啟動1000個線程，去進行i++計算，看看實際結果
 
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    Test.inc();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                }
            }).start();
        }
        
        try {
        Thread.sleep(3000);
        } catch (Exception e){}
 
        //這里每次運行的值都有可能不同,可能為1000
        System.out.println("運行結果:Counter.count=" + Test.count);
    }
}

最后運行結果經常會變化，有時候1000，有時候999這樣。

 

count字段添加volidate修飾，保證每次從主線程中取得的數據是最新的。但是結果還是這樣？為什么呢？

public class Test {

    public volatile static int count = 0;
    
    public static void inc() {
 
        //這里延遲1毫秒，使得結果明顯
        try {
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
        }
 
        count++;
    }
 
    public static void main(String[] args) {
 
        //同時啟動1000個線程，去進行i++計算，看看實際結果
 
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    Test.inc();
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                }
            }).start();
        }
        
        try {
        Thread.sleep(3000);
        } catch (Exception e){}
 
        //這里每次運行的值都有可能不同,可能為1000
        System.out.println("運行結果:Counter.count=" + Test.count);
    }
}

 

 

在 java 垃圾回收整理一文中，描述了jvm運行時刻內存的分配。其中有一個內存區域是jvm虛擬機棧，每一個線程運行時都有一個線程棧，

線程棧保存了線程運行時候變量值信息。當線程訪問某一個對象時候值的時候，首先通過對象的引用找到對應在堆內存的變量的值，然后把堆內存

變量的具體值load到線程本地內存中，建立一個變量副本，之后線程就不再和對象在堆內存變量值有任何關系，而是直接修改副本變量的值，

在修改完之后的某一個時刻（線程退出之前），自動把線程變量副本的值回寫到對象在堆中變量。這樣在堆中的對象的值就產生變化了。下面一幅圖

 

read and load 從主存復制變量到當前工作內存
use and assign  執行代碼，改變共享變量值
store and write 用工作內存數據刷新主存相關內容

其中use and assign 可以多次出現

但是這一些操作並不是原子性，也就是 在read load之后，如果主內存count變量發生修改之后，線程工作內存中的值由於已經加載，不會產生對應的變化，所以計算出來的結果會和預期不一樣

對於volatile修飾的變量，jvm虛擬機只是保證從主內存加載到線程工作內存的值是最新的

例如假如線程1，線程2 在進行read,load 操作中，發現主內存中count的值都是5，那么都會加載這個最新的值

在線程1堆count進行修改之后，會write到主內存中，主內存中的count變量就會變為6

線程2由於已經進行read,load操作，在進行運算之后，也會更新主內存count的變量值為6

導致兩個線程及時用volatile關鍵字修改之后，還是會存在並發的情況。