java正确使用Volatile变量
volatile 的用法 java
Volatile 关键字是 Java 中一个非常重要的关键字，它在多线程编程中扮演了重要的角色。
volatile 关键字的作用是告诉编译器，该变量是易变的，可能会被其他线程修改，因此在访问这个变量的时候需要从内存中重新读取，而不是使用缓存中的值。
在本文中，我们将探讨volatile 关键字的用法，并介绍一些 volatile 关键字的相关知识。
一、volatile 关键字的基本用法在Java中，使用 volatile 关键字来声明一个变量，可以确保该变量对所有线程的可见性。
这意味着当一个线程修改了这个变量的值时，其他线程能够立即看到这个变化。
而不使用volatile 关键字声明的变量，在多线程环境下可能会存在可见性问题。
二、volatile 关键字的内存语义在编写多线程程序的时候，我们需要考虑多线程之间的内存可见性和指令重排序的问题。
volatile 关键字可以解决这些问题。
在Java内存模型中，当一个变量声明为 volatile 后，编译器和运行时会对这个变量进行特殊处理，确保在多线程环境下能够正确的执行。
三、volatile 关键字和锁的区别在多线程程序中，通常使用锁来保护共享变量的访问。
但是锁的使用会带来一定的性能损耗，而且容易出现死锁等问题。
与锁相比，volatile 关键字提供了一种更轻量级的线程同步机制。
它能够确保变量的可见性，而不会造成线程阻塞，因此在一些场景下使用 volatile 关键字可能会更加适合。
四、volatile 关键字的适用场景在实际开发中，volatile 关键字通常用于一些标识位的控制或者状态的转换，例如在单例模式中使用 volatile 关键字可以确保单例对象的实例化过程对所有线程可见。
volatile 关键字还常常用于双重检查锁定模式（Double-Checked Locking Pattern）中，确保单例对象的线程安全性。
五、volatile 关键字的注意事项虽然 volatile 关键字能够确保变量的可见性，但是它并不能保证原子性。
你真的了解volatile吗？
你真的了解volatile吗？无论是在面试时，还是在实际开发中，高并发问题已经成为了现在的主旋律。
并发问题的定位和重现是一件很棘手且难以解决的事情，为了尽可能的减少并发问题的产生，正确的编写并发程序显得尤其重要。
解决并发问题，我们一般需要从原子性、可见性和有序性三方面入手，借助Java关键字及各种同步工具类来实现。
原子性、可见性、有序性三特性：原子性：原子性就是说一个操作不能被打断，要么执行完要么不执行。
可见性：可见性是指一个变量的修改对所有线程可见。
即当一条线程修改了这个变量的值，新值对于其他线程来说是可以立即得知的。
有序性：为了提高程序的执行性能，编辑器和处理器都有可能会对程序中的指令进行重排序。
其中，volatile作为Java中最轻量级的同步机制，可以被用来解决实例属性的可见性问题。
volatile的两种特性，决定了它的作用volatile关键字是Java提供的最轻量级的同步机制，为字段的访问提供了一种免锁机制，使用它不会引起线程的切换及调度。
一个变量被定义为volatile之后就具备了两种特性：可见性：简单地说就是volatile变量修改后，所有线程都能立即实时地看到它的最新值。
有序性：指系统在进行代码优化时，不能把在volatile变量操作后面的语句放到其前面执行，也不能将volatile变量操作前面的语句放在其后执行。
Java中的volatile关键字可以解决多线程可见性问题。
那它是何时以及如何使用呢?下面我们一起来揭秘。
初识Volatile：保证多线程下共享变量的可见性下面的两个例子演示了变量使用volatile和未使用volatile时，变量更新对多线程执行的影响。
在VolatileDemo中，停止标识stop使用volatile关键字修饰，初始值为false。
创建子线程thread1并启动，在子线程thread1任务中，当不满足停止条件时，线程会一直运行;当满足停止条件，终止任务。
volatile 的用法
volatile 的用法（原创实用版）目录1.什么是 volatile2.volatile 的用途3.volatile 的特性4.使用 volatile 的注意事项5.示例代码正文1.什么是 volatilevolatile 是 Java 中一个关键字，用于声明变量。
当一个变量被声明为 volatile 时，它具有以下特性：任何线程对该变量的读取和写入操作都是原子性的；当一个线程修改了 volatile 变量的值，其他线程可以立即看到这个修改。
这些特性使得 volatile 关键字在某些场景下非常有用。
2.volatile 的用途volatile 关键字主要用于以下场景：- 共享变量：当多个线程需要访问和修改一个共享变量时，使用volatile 可以确保变量的可见性和原子性。
- 状态标志：当需要用一个变量来表示某个状态时，可以使用volatile 关键字确保状态的变化对其他线程立即可见。
- 计数器：当需要对某个值进行原子递增或递减时，可以使用volatile 关键字。
3.volatile 的特性- 可见性：当一个线程修改了 volatile 变量的值，其他线程可以立即看到这个修改。
这对于避免因为变量不可见而导致的错误非常有帮助。
- 原子性：volatile 变量的读取和写入操作是原子性的，这意味着当一个线程正在对 volatile 变量进行写入操作时，其他线程无法同时进行读取或写入操作。
这有助于避免因为多个线程同时访问共享变量而导致的数据不一致问题。
- 不能保证复合操作的原子性：volatile 关键字只能保证单一操作的原子性，例如对一个整数类型的 volatile 变量进行自增操作，实际上是由两个操作组成的复合操作，这两个操作在多线程环境下并不保证原子性。
4.使用 volatile 的注意事项- 使用 volatile 时，应尽量避免与其他操作混合使用，以确保复合操作的原子性。
如果需要进行复合操作，可以考虑使用其他同步机制，如synchronized 关键字或原子操作类。
Java开发工程师招聘笔试题及解答2024年
2024年招聘Java开发工程师笔试题及解答(答案在后面)一、单项选择题（本大题有10小题，每小题2分，共20分）1、以下哪个不是Java中的基本数据类型？A、intB、floatC、StringD、boolean2、在Java中，以下哪个关键字用于声明一个类？A、classB、structC、enumD、interface3、关于Java中的String类，以下描述正确的是：A. String类是final类，无法继承。
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D. String类是不可变的，每次对String对象的操作都会创建新的对象。
4、关于Java中的垃圾回收机制，以下描述不正确的是：A. 垃圾回收器可以自动回收不再使用的对象占用的内存空间。
B. 垃圾回收机制是Java自动管理内存的一种方式，程序员无需手动释放内存。
C. 垃圾回收器会定期检查并回收那些不再有引用的对象。
D. 堆内存中的所有对象在不再有引用后，会自动关联到垃圾回收机制中，即成为垃圾，等待垃圾回收器来回收。
5、以下哪个Java版本正式支持模块化系统“Java Platform Module System”（JPMS）？A、Java 8B、Java 9C、Java 10D、Java 116、在Java中，以下哪个关键字用来声明一个线程？A、threadB、runC、ThreadD、start7、以下哪个关键字是Java中用于实现多线程的同步机制？A. synchronizedB. transientC. volatileD. static8、以下哪个选项不是Java中的访问修饰符？A. privateB. publicC. protectedD. friendly9、在Java中，以下哪个选项不是访问修饰符？A. publicB. privateC. protectedD. friend 10、下列关于Java异常处理的说法中，哪一个是正确的？A. Java程序必须捕获并处理所有抛出的异常。
volatile修饰方法
volatile修饰方法（原创版3篇）目录（篇1）一、volatile 修饰方法的概念二、volatile 修饰方法的作用三、volatile 修饰方法的实例四、volatile 修饰方法的注意事项正文（篇1）一、volatile 修饰方法的概念在 Java 编程语言中，volatile 修饰方法是一种用于声明方法的修饰符，它可以确保方法的执行过程在多线程环境下具有可见性和有序性。
volatile 修饰方法与 volatile 修饰变量类似，都是为了解决多线程编程中的同步问题。
二、volatile 修饰方法的作用volatile 修饰方法主要具有以下作用：1.可见性：当一个线程修改了 volatile 修饰方法的返回值，其他线程可以立即看到这个修改。
这保证了在多线程环境下，volatile 修饰方法的返回值不会出现脏数据。
2.有序性：volatile 修饰方法可以确保在多线程环境下，方法的执行顺序与程序的顺序一致。
这对于避免死锁和数据竞争等问题具有重要意义。
三、volatile 修饰方法的实例下面是一个使用 volatile 修饰方法的实例：```javapublic class VolatileExample {public static void main(String[] args) {Counter counter = new Counter();Thread t1 = new Thread(counter::increment); Thread t2 = new Thread(counter::decrement); t1.start();t2.start();System.out.println(counter.getCount());}}class Counter {private volatile int count;public int getCount() {return count;}public void increment() {count++;}public void decrement() {count--;}}```在这个例子中，Counter 类的 count 变量被 volatile 修饰，确保了在多线程环境下，count 变量的可见性和有序性。
java中 static,final,transient,volatile,Volatile关键字的作用
缓存行非64字节宽的处理器（自行调整补充字节长度，原理一样）
共享变量不会被频繁的写。追加字节会导致CPU读取性能下降，如果共享变量写的频率很低，那么被锁的几率也很小，就没必要避免相互锁定了
Volatile无法保证原子性
volatile是一种“轻量级的锁”，它能保证锁的可见性，但不能保证锁的原子性。
由于自增操作是不具备原子性的，它包括读取变量的原始值、进行加1操作、写入工作内存。那么就是说自增操作的三个子操作可能会分割开执行，就有可能导致下面这种情况出现：
假如某个时刻变量inc的值为10，线程1对变量进行自增操作，线程1先读取了变量inc的原始值，然后线程1被阻塞了；然后线程2对变量进行自增操作，线程2也去读取变量inc的原始值，由于线程1只是对变量inc进行读取操作，而没有对变量进行修改操作，所以不会导致线程2的工作内存中缓存变量inc的缓存行无效，所以线程2会直接去主存读取inc的值，发现inc的值时10，然后进行加1操作，并把11写入工作内存，最后写入主存。
如下面的例子
public class Test {
public volatile int inc = 0;
public void increase() {
inc++;
}
public static void main(String[] args) {
追加字节优化Volatile性能
在某些情况下，通过将共享变量追加到64字节可以优化其使用性能。
在JDK 7 的并发包里，有一个队列集合类LinkedTransferQueue，它在使用volatile变量时，用一种追加字节的方式来优化队列出队和入队的性能。队里定义了两个共享结点，头结点和尾结点，都由使用了volatile的内部类定义，通过将两个共享结点的字节数增加到64字节来优化效率，具体分析如下：
volatile关键字作用,原理
volatile是一个在多线程编程中用来声明变量的关键字。
它的作用是告诉编译器和运行时系统，这个变量可能会被多个线程同时访问，因此不应该进行一些优化，例如缓存该变量的值。
作用：
1.禁止指令重排序：volatile保证被修饰的变量的读写操作不会被重排序。
在
多线程环境中，指令重排序可能导致程序出现意外的行为，而使用volatile
可以防止这种情况。
2.可见性：volatile保证一个线程对该变量的修改对其他线程是可见的。
也就
是说，当一个线程修改了volatile变量的值，这个新值会立即对其他线程可
见。
原理：
1.禁止缓存：使用volatile关键字告诉编译器，不要将这个变量缓存在寄存器
或者对其他线程不可见的地方。
每次访问volatile变量时，都会从内存中读
取最新的值，而不是使用缓存中的值。
2.内存屏障（Memory Barrier）：在编译器生成的汇编代码中，volatile变量
的读写操作会被编译器插入内存屏障指令，确保变量的读写操作按照顺序执行。
内存屏障可以防止指令重排序，同时保证多核处理器中的可见性。
需要注意的是，虽然volatile可以保证可见性和防止指令重排序，但它并不能保证原子性。
如果一个变量的操作是由多个步骤组成的，volatile不能保证这些步骤的原子性，因此在需要原子性的操作时，还需要使用其他机制，例如synchronized关键字或者java.util.concurrent包中的原子类。
volatile 的底层实现原理
volatile 的底层实现原理volatile 的底层实现原理什么是 volatile在Java中，我们经常会使用 volatile 关键字来修饰变量，以保证多线程环境下的可见性和有序性。
那么什么是 volatile 呢？简单来说，volatile 是一种轻量级的同步机制，它用于修饰变量，保证多个线程对该变量的访问是可见的。
也就是说，当一个线程修改了这个变量的值时，其他线程能够立即看到这个修改。
保证可见性•volatile 修饰的变量会被存放在主内存中，每次访问该变量时，都会从主内存中读取最新的值。
确保所有线程访问到的都是最新的值。
•当一个线程修改了 volatile 变量的值，它会立即将这个新值刷新到主内存中，而不是先将修改后的值写回到自己的线程缓存中。
这样其他线程就能在下次访问时得到最新的值。
禁止指令重排序•volatile 修饰的变量会禁止指令重排序优化。
也就是说，之前指令的执行顺序不能被修改，保证了程序的有序性。
•在多线程环境下，指令重排序可能导致线程安全问题。
使用 volatile 修饰变量能够确保变量赋值操作的顺序与程序代码的执行顺序一致，避免了潜在的线程安全问题。
当使用 volatile•在写操作不依赖于当前值的情况下，使用 volatile 可以代替 synchronized，提高性能。
•当变量的写操作不多，但读操作非常频繁时，使用volatile 可以减少锁竞争，提高效率。
•当多线程中有一个线程修改了共享变量的值，其他线程需要立即得到最新的值时，可以使用 volatile。
注意事项•volatile 修饰的变量不能保证原子性。
多线程环境下，对 volatile 变量的复合操作无法保证线程安全。
•不要将 volatile 作为一种解决线程安全问题的方法，它只能保证可见性和有序性，不能替代锁。
•对于频繁修改的变量，考虑使用 synchronized 或Lock 机制保证线程安全。
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【IT168 技术】简介： Java™ 语言包含两种内在的同步机制：同步块(或方法)和 volatile 变量。
这两种机制的提出都是为了实现代码线程的安全性。
其中 V olatile 变量的同步性较差(但有时它更简单并且开销更低)，而且其使用也更容易出错。
在这期的 Java 理论与实践 中，Brian Goetz 将介绍几种正确使用 volatile 变量的模式，并针对其适用性限制提出一些建议。
Java 语言中的 volatile 变量可以被看作是一种 “程度较轻的 synchronized”;与 synchronized 块相比，volatile 变量所需的编码较少，并且运行时开销也较少，但是它所能实现的功能也仅是 synchronized 的一部分。
本文介绍了几种有效使用 volatile 变量的模式，并强调了几种不适合使用 volatile 变量的情形。
锁提供了两种主要特性：互斥(mutual exclusion) 和可见性(visibility)。
互斥即一次只允许一个线程持有某个特定的锁，因此可使用该特性实现对共享数据的协调访问协议，这样，一次就只有一个线程能够使用该共享数据。
可见性要更加复杂一些，它必须确保释放锁之前对共享数据做出的更改对于随后获得该锁的另一个线程是可见的 —— 如果没有同步机制提供的这种可见性保证，线程看到的共享变量可能是修改前的值或不一致的值，这将引发许多严重问题。
Volatile 变量 V olatile 变量具有 synchronized 的可见性特性，但是不具备原子特性。
这就是说线程能够自动发现 volatile 变量的最新值。
V olatile 变量可用于提供线程安全，但是只能应用于非常有限的一组用例：多个变量之间或者某个变量的当前值与修改后值之间没有约束。
因此，单独使用 volatile 还不足以实现计数器、互斥锁或任何具有与多个变量相关的不变式(Invariants)的类(例如 “start<=end”)。
出于简易性或可伸缩性的考虑，您可能倾向于使用 volatile 变量而不是锁。
当使用 volatile 变量而非锁时，某些习惯用法(idiom)更加易于编码和阅读。
此外，volatile 变量不会像锁那样造成线程阻塞，因此也很少造成可伸缩性问题。
在某些情况下，如果读操作远远大于写操作，volatile 变量还可以提供优于锁的性能优势。
正确使用 volatile 变量的条件 您只能在有限的一些情形下使用 volatile 变量替代锁。
要使 volatile 变量提供理想的线程安全，必须同时满足下面两个条件： 对变量的写操作不依赖于当前值。
该变量没有包含在具有其他变量的不变式中。
实际上，这些条件表明，可以被写入 volatile 变量的这些有效值独立于任何程序的状态，包括变量的当前状态。
第一个条件的限制使 volatile 变量不能用作线程安全计数器。
虽然增量操作(x++)看上去类似一个单独操作，实际上它是一个由读取-修改-写入操作序列组成的组合操作，必须以原子方式执行，而 volatile 不能提供必须的原子特性。
实现正确的操作需要使 x 的值在操作期间保持不变，而 volatile 变量无法实现这点。
(然而，如果将值调整为只从单个线程写入，那么可以忽略第一个条件。
) 大多数编程情形都会与这两个条件的其中之一冲突，使得 volatile 变量不能像 synchronized 那样普遍适用于实现线程安全。
清单 1 显示了一个非线程安全的数值范围类。
它包含了一个不变式 —— 下界总是小于或等于上界。
清单 1. 非线程安全的数值范围类实现类的线程安全;从而仍然需要使用同步。
否则，如果凑巧两个线程在同一时间使用不一致的值执行 setLower 和 setUpper 的话，则会使范围处于不一致的状态。
例如，如果初始状态是 (0, 5)，同一时间内，线程 A 调用 setLower(4) 并且线程 B 调用 setUpper(3)，显然这两个操作交叉存入的值是不符合条件的，那么两个线程都会通过用于保护不变式的检查，使得最后的范围值是 (4, 3) —— 一个无效值。
至于针对范围的其他操作，我们需要使 setLower() 和 setUpper() 操作原子化 —— 而将字段定义为 volatile 类型是无法实现这一目的的。
性能考虑 使用 volatile 变量的主要原因是其简易性：在某些情形下，使用 volatile 变量要比使用相应的锁简单得多。
使用 volatile 变量次要原因是其性能：某些情况下，volatile 变量同步机制的性能要优于锁。
很难做出准确、全面的评价，例如 “X 总是比 Y 快”，尤其是对 JVM 内在的操作而言。
(例如，某些情况下 VM 也许能够完全删除锁机制，这使得我们难以抽象地比较 volatile 和 synchronized 的开销。
)就是说，在目前大多数的处理器架构上，volatile 读操作开销非常低 —— 几乎和非 volatile 读操作一样。
而 volatile 写操作的开销要比非 volatile 写操作多很多，因为要保证可见性需要实现内存界定(Memory Fence)，即便如此，volatile 的总开销仍然要比锁获取低。
volatile 操作不会像锁一样造成阻塞，因此，在能够安全使用 volatile 的情况下，volatile 可以提供一些优于锁的可伸缩特性。
如果读操作的次数要远远超过写操作，与锁相比，volatile 变量通常能够减少同步的性能开销。
正确使用 volatile 的模式 很多并发性专家事实上往往引导用户远离volatile 变量，因为使用它们要比使用锁更加容易出错。
然而，如果谨慎地遵循一些良好定义的模式，就能够在很多场合内安全地使用 volatile 变量。
要始终牢记使用 volatile 的限制 —— 只有在状态真正独立于程序内其他内容时才能使用 volatile —— 这条规则能够避免将这些模式扩展到不安全的用例。
模式 #1：状态标志 也许实现 volatile 变量的规范使用仅仅是使用一个布尔状态标志，用于指示发生了一个重要的一次性事件，例如完成初始化或请求停机。
很多应用程序包含了一种控制结构，形式为 “在还没有准备好停止程序时再执行一些工作”，如清单 2 所示： 清单 2. 将 volatile 变量作为状态标志使用同步来确保正确实现 shutdownRequested变量的可见性。
(可能会从JMX 侦听程序、GUI 事件线程中的操作侦听程序、通过RMI 、通过一个 Web 服务等调用)。
然而，使用synchronized 块编写循环要比使用清单 2 所示的 volatile 状态标志编写麻烦很多。
由于 volatile 简化了编码，并且状态标志并不依赖于程序内任何其他状态，因此此处非常适合使用 volatile。
这种类型的状态标记的一个公共特性是：通常只有一种状态转换;shutdownRequested 标志从false 转换为 true，然后程序停止。
这种模式可以扩展到来回转换的状态标志，但是只有在转换周期不被察觉的情况下才能扩展(从false 到 true，再转换到 false)。
此外，还需要某些原子状态转换机制，例如原子变量。
模式 #2：一次性安全发布(one-time safe publication) 缺乏同步会导致无法实现可见性，这使得确定何时写入对象引用而不是原语值变得更加困难。
在缺乏同步的情况下，可能会遇到某个对象引用的更新值(由另一个线程写入)和该对象状态的旧值同时存在。
(这就是造成著名的双重检查锁定(double-checked-locking)问题的根源，其中对象引用在没有同步的情况下进行读操作，产生的问题是您可能会看到一个更新的引用，但是仍然会通过该引用看到不完全构造的对象)。
实现安全发布对象的一种技术就是将对象引用定义为 volatile 类型。
清单 3 展示了一个示例，其中后台线程在启动阶段从数据库加载一些数据。
其他代码在能够利用这些数据时，在使用之前将检查这些数据是否曾经发布过。
清单 3. 将 volatile 变量用于一次性安全发布会得到一个不完全构造的 Flooble。
该模式的一个必要条件是：被发布的对象必须是线程安全的，或者是有效的不可变对象(有效不可变意味着对象的状态在发布之后永远不会被修改)。
volatile 类型的引用可以确保对象的发布形式的可见性，但是如果对象的状态在发布后将发生更改，那么就需要额外的同步。
模式 #3：独立观察(independent observation) 安全使用 volatile 的另一种简单模式是：定期 “发布”观察结果供程序内部使用。
例如，假设有一种环境传感器能够感觉环境温度。
一个后台线程可能会每隔几秒读取一次该传感器，并更新包含当前文档的 volatile 变量。
然后，其他线程可以读取这个变量，从而随时能够看到最新的温度值。
使用该模式的另一种应用程序就是收集程序的统计信息。
清单 4 展示了身份验证机制如何记忆最近一次登录的用户的名字。
将反复使用 lastUser 引用来发布值，以供程序的其他部分使用。
清单 4. 将 volatile 变量用于多个独立观察结果的发布布不同，这是一系列独立事件。
这个模式要求被发布的值是有效不可变的 —— 即值的状态在发布后不会更改。
使用该值的代码需要清楚该值可能随时发生变化。
模式 #4：“volatile bean” 模式 volatile bean 模式适用于将 JavaBeans 作为“荣誉结构”使用的框架。
在 volatile bean 模式中，JavaBean 被用作一组具有 getter 和/或 setter 方法 的独立属性的容器。
volatile bean 模式的基本原理是：很多框架为易变数据的持有者(例如 HttpSession)提供了容器，但是放入这些容器中的对象必须是线程安全的。
在 volatile bean 模式中，JavaBean 的所有数据成员都是 volatile 类型的，并且 getter 和 setter 方法必须非常普通 —— 除了获取或设置相应的属性外，不能包含任何逻辑。
此外，对于对象引用的数据成员，引用的对象必须是有效不可变的。
(这将禁止具有数组值的属性，因为当数组引用被声明为 volatile 时，只有引用而不是数组本身具有 volatile 语义)。
对于任何 volatile 变量，不变式或约束都不能包含 JavaBean 属性。