Java多執行緒-執行緒關鍵字（二）

Java中和執行緒相關的關鍵字就兩：volatile和synchronized。

volatile以前用得較少，以後會用得更少（後面解釋）。它是一種非常輕量級的同步機制，它的三大特性是：

1、保證可見性，即強制將CPU快取記憶體的資料立即寫入主記憶體，會導致其他CPU核中對應的快取記憶體內容無效，就像這樣：

如果由於同步需要，某行程式碼使用了volatile關鍵字，那麼當CPU核心1收到指令時，會立即將它位於快取記憶體中的資料（這裡是字串「1」）寫到主記憶體中去，那麼其餘的資料（「哈哈」、「test」、9.9）會全部失效。

2、有序性（禁止指令重排）

所謂指令重排，就是對於int a = 0、 int b = 1這類賦值語句，編譯成class位元組碼時，a = 0，b = 1的順序可能會因為編譯器的優化而導致和書寫時的順序不一致。但如果有c = a + b，那麼這行程式碼必須在前兩句的後面執行。這個不用深究，知道就好了。

3、不保證原子性

所謂不保證原子性，就是如果遇到多個執行緒同時執行i = i + 1，那麼i可能就不能保證僅僅被加1了。

根據Java的記憶體模型整理出如下這些規則，看看就好，能理解就記住，理解不了也沒關係，不用記：

下面還是以程式碼來說明：

public class VolatileTest extends Thread {
    static boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        while (flag) {
        }
        System.out.println("子執行緒結束");
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        new Thread(new VolatileTest()).start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        flag = false;
        System.out.println("主執行緒結束");
    }
}

加上volatile之後，子執行緒就不會一直卡住了：

public class VolatileTest2 extends Thread {
    volatile static boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        while (flag) {
        }
        System.out.println("子執行緒結束");
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        new Thread(new VolatileTest2()).start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        flag = false;
        System.out.println("主執行緒結束");
    }
}

其實在第一個類VolatileTest中，即使不用volatile關鍵字，也能讓程式正常結束，只需要新增一行程式碼就行了：

public class VolatileTest3 extends Thread {
    static boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        while (flag) {
            // 只要在這裡隨便加一行程式碼，雖然原理不同，但效果和加了volatile一樣
            System.out.println(" ");
        }
        System.out.println("子執行緒結束");
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        new Thread(new VolatileTest3()).start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        flag = false;
        System.out.println("主執行緒結束");
    }
}

總結一下，適應volatile的條件：

1、對變數的寫操作不依賴於當前值，就是不會出現 x++ 或 x = x + y 這樣的自增性質的語句；

2、變數沒有包含在具有其他變數的程式碼中，就是不會出現 if(x > y) { // dosomething; } 這樣的語句，因為這樣的話，dosomething就不是執行緒安全的。

所以適合使用volatile的場景是：

1、狀態標記量

2、雙重檢查

狀態標記量：只設定簡單的狀態值，希望立即看到，且無其他變數參與。之前Volatile2中的flag就是這樣的狀態標記量。

雙重檢查（這個有點生僻冷門，不深究）。

因為目前synchronized的效能已經有了大幅提升，而且機器硬體的效能也較之前翻了幾十倍，volatile存在的意義已經不大了。所以如果對volatile的理解不夠深入，就乾脆不用理解了。

再來看另一個重量級選手：synchronized

synchronized關鍵字用於解決多個執行緒之間的資源共用問題，通常有三大作用域：

1、靜態方法：public synchronized static void methodName()，進入方法前要獲得當前類物件的鎖；

2、實體方法：public synchronized void methodName()，進入方法前要獲得當前物件範例的鎖；

3、程式碼塊：最常用，指定一個特別的加鎖物件，進入同步程式碼塊前要獲得這個物件鎖。

這幾個就不一個個地說了，因為網上這類例子太多了。

就簡單說一下volatile和synchronized的比較：

1、volatile是synchronized的輕量級實現，效能要比synchronized要好；

2、volatile只能修飾變數，synchronized只能修飾方法和程式碼塊；

3、volatile不會造成阻塞，synchronized會。

最後再說一個我之前遇到的小問題：

如果使用的IDE是Eclipse，那麼當前活動的執行緒數量可能是1；

但如果使用的IDE是IDEA，那麼當前活動的執行緒數量可能是2；

有圖為證：

這是因為在IDEA中多了一個Monitor Ctrl-Break。