volatile详解
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用法及原理
volatile用法及原理
"volatile"是一个关键字,用于修饰变量。
它可以告诉编译器,在使用这个变量的时候不要
进行优化,每次都从内存中读取最新的值,而不是使用寄存器中保存的值。
"volatile"的主要使用场景有两种:
1. 多线程并发访问共享变量:当多个线程同时访问一个共享变量时,为了保证数据的可见性和一致性,可以使用"volatile"关键字修饰共享变量,确保每次读取变量时都能获取到最新的值,
而不是使用缓存中的旧值。
2. 硬件设备的内存映射:有些变量是映射到硬件设备的内存地址,每次读取或写入这些变量时都需要与硬件设备进行交互。
使用"volatile"关键字修饰这些变量,可以告诉编译器不要对这些
变量进行优化,并且保证每次读取或写入都直接与硬件设备进行交互。
原理上,"volatile"关键字的作用是通过一系列的指令和内存屏障来保证变量的可见性和有序性:
1. 可见性:当一个线程对一个volatile变量进行写操作时,会立即刷新到主内存中,而读操作
会直接从主内存中读取最新的值,保证可见性。
2. 有序性:在volatile变量的前后插入内存屏障指令,防止指令重排序的优化。
这样可以确保volatile变量的读写操作在其他指令之前执行或之后执行,保证操作顺序的有序性。
需要注意的是,虽然"volatile"关键字可以保证可见性和有序性,但它并不能保证原子性。
如果
要保证原子性,需要使用其他的同步手段,比如使用synchronized关键字或者使用锁机制。
volatile三个例子
volatile三个例子volatile是一种关键字,用于修饰变量。
它的作用是告诉编译器,该变量的值可能会随时发生改变,在多线程环境下需要特殊对待。
下面将介绍三个使用volatile关键字的例子,以展示其功能和重要性。
例子一:线程通信在多线程编程中,经常需要通过共享变量进行线程之间的通信。
而volatile关键字就可以确保变量的可见性和顺序性。
假设有一个多线程场景,其中一个线程负责写入数据,而另一个线程负责读取数据。
为了确保读取到的数据是最新的,可以使用volatile修饰被写入和读取的共享变量。
例子二:双重检查锁定(Double Check Locking)在单例模式中,为了提高性能,可以使用双重检查锁定来解决线程安全问题。
而volatile关键字在此处起到了防止指令重排序的作用。
在双重检查锁定中,首先判断实例是否已经被创建,如果没有,则进行加锁并再次检查,在加锁前后都要判断实例是否已被创建。
使用volatile修饰共享变量可以保证编译器不会对相关代码进行指令重排序,从而保证线程安全。
例子三:轻量级同步机制在某些情况下,使用synchronized关键字可以实现线程间的同步,但它会引入性能开销。
而volatile关键字可以作为一种轻量级的同步机制,用于替代synchronized关键字。
例如,在高并发下,通过volatile关键字来保证变量的可见性和顺序性,可以避免使用synchronized关键字带来的性能损耗。
总结以上是三个使用volatile关键字的例子。
volatile关键字在多线程编程中具有重要的作用,可以确保变量的可见性、顺序性以及提供一种轻量级的同步机制。
在实际开发中,使用volatile关键字需要谨慎,它并不能保证一切多线程问题都能解决。
在复杂的多线程场景中,还需要综合考虑其他多线程编程技术和机制,以保证程序的正确性和效率。
通过以上三个例子,我们希望读者能够深入理解volatile关键字的作用和适用场景。
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。
单片机c语音的volatile.英文描述
单片机c语言的volatile关键字详解在单片机程序开发中,我们经常会接触到volatile关键字,它在C语言中的使用有着特殊的含义。
本文将对volatile关键字进行详细的分析和解释,帮助读者更好地理解其作用和用法。
1. 什么是volatile关键字在C语言中,volatile是一种类型修饰符,用于声明一个变量是易变的(volatile)。
“易变”指的是该变量的值可以在程序的外部被修改,例如硬件、中断或者其它线程。
2. volatile关键字的作用通常情况下,编译器会对变量进行优化,例如将变量缓存在寄存器中以提高访问速度。
然而,对于volatile修饰的变量,编译器会禁止这种优化,确保每次对变量的访问都是从内存中读取,从而避免出现意外的错误。
3. volatile关键字的使用场景在单片机程序开发中,很多变量的值可能会被外部因素修改,例如中断服务程序会改变一些全局变量的值。
这时就需要使用volatile关键字来告诉编译器,这些变量是易变的,不要对其进行优化。
4. volatile关键字的注意事项虽然volatile可以告诉编译器不要对变量进行优化,但它并不能保证多线程访问时的原子性。
在多线程编程中,仍需要结合互斥锁等机制来保证变量的安全访问。
5. 示例代码以下是一个简单的示例代码,展示了volatile关键字的使用场景:```c#include <stdio.h>volatile int count;void updateCount(){count = 10;}int m本人n(){printf("Initial count: d\n", count);updateCount();printf("Updated count: d\n", count);return 0;}```在这段代码中,count被声明为volatile,确保其值在被updateCount函数修改后能够被正确地读取到。
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。
关键字volatile的含义
volatile 的意思是“易失的,易改变的”。
这个限定词的含义是向编译器指明变量的内容可能会由于其他程序的修改而变化。
通常在程序中申明了一个变量时,编译器会尽量把它存放在通用寄存器中,例如ebx。
当CPU把其值放到ebx中后就不会再关心对应内存中的值。
若此时其他程序(例如内核程序或一个中断)修改了内存中它的值,ebx中的值并不会随之更新。
为了解决这种情况就创建了volatile限定词,让代码在引用该变量时一定要从指定位置取得其值。
关键字volatile有什么含意?并给出三个不同的例子。
一个定义为volatile的变量是说这变量可能会被意想不到地改变,这样,编译器就不会去假设这个变量的值了。
精确地说就是,优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值,而不是使用保存在寄存器里的备份。
下面是volatile变量的几个例子:1). 并行设备的硬件寄存器(如:状态寄存器)2).一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic variables)3). 多线程应用中被几个任务共享的变量回答不出这个问题的人是不会被雇佣的。
我认为这是区分C程序员和嵌入式系统程序员的最基本的问题。
嵌入式系统程序员经常同硬件、中断、RTOS等等打交道,所用这些都要求volatile变量。
不懂得volatile内容将会带来灾难。
假设被面试者正确地回答了这是问题(嗯,怀疑这否会是这样),我将稍微深究一下,看一下这家伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。
1). 一个参数既可以是const还可以是volatile吗?解释为什么。
2). 一个指针可以是volatile 吗?解释为什么。
3). 下面的函数有什么错误:intsquare(volatile int *ptr){return *ptr * *ptr;}下面是答案:1). 是的。
一个例子是只读的状态寄存器。
它是volatile因为它可能被意想不到地改变。
volatile作用和用法
volatile作用和用法volatile关键字是C和C++语言中经常用到的关键字之一,它的作用是告诉编译器在处理变量时应该尽可能地遵循在编译过程中该变量可能发生改变的情况。
volatile关键字的主要作用在于告诉编译器该变量并不是固定不变的,因此在处理该变量时需要特别的小心谨慎。
当我们定义一个变量为volatile类型时,我们告诉编译器这个变量可能随时会被变更,因此不必将该变量缓存至寄存器中,对该变量的读写操作必须直接操作其在内存中的值。
通常而言,一般的程序是可以将变量缓存至寄存器中,以便更快地访问该变量。
但是,如果一个变量是volatile类型的,编译器必须保证每次都从内存中读取该变量的值,因为该变量有可能被其他线程、中断程序或硬件修改。
在外设操作中,volatile的使用是很普遍的。
因为外设数据寄存器在程序每次读取时都可能发生变化。
如果不加volatile关键字,编译器会将寄存器的值缓存在寄存器中,从而导致程序无法得到最新的外设数据。
volatile的使用也是很通用的,比如多线程编程、编写操作系统时驱动程序的编写等等。
volatile关键字同样也适用于指针类型。
当我们定义指向某个数值的指针时,编译器同样可能会将该值缓存至寄存器中,如果该变量是volatile类型,那么就会由于缓存导致使用陈旧的数值。
同时,如果我们在定义一个volatile指针时,也需要特别注意该指针的使用。
因为指针变量也有可能被其它线程修改或误操作,所以需要在处理volatile指针时非常小心谨慎。
总之,volatile关键字在处理多线程、中断程序或硬件时,是一个非常重要的保障,能够保证程序对变量的读写操作符合程序设计的预期,是编写可靠、高效程序的重要技巧之一。
c语言中volatile的用法
c语言中volatile的用法引言在C语言中,volatile是一个非常重要的关键字,它告诉编译器某个变量可能会被意外的改变,从而防止编译器对这些变量进行优化。
本文将介绍volatile的定义、用法以及其在多线程、嵌入式开发中的应用。
一、定义与作用volatile关键字是C语言中用来声明变量的一种类型修饰符,它用于告知编译器该变量可能被在程序执行中意外地改变,编译器在编译过程中会尽量避免对volatile 变量的优化。
volatile常见的作用有以下几个方面: 1. 防止编译器优化:编译器在进行优化时,会根据程序的逻辑简化一些操作,如果一个变量的值不会被程序以外的因素改变,编译器可能会进行一些优化,将变量的读取操作删除或进行替换。
而使用volatile 修饰变量,可以告诉编译器不要对该变量进行优化,保证变量的读取和写入操作不被删除或替换。
2.处理硬件映射:在嵌入式开发中,通常会有一些变量与硬件设备进行映射,这些变量的值可能会被硬件设备修改。
如果不使用volatile修饰这些变量,在编译器优化的过程中可能会导致未预料的结果,使用volatile修饰这些变量可以确保程序正确地与硬件设备进行通信。
3.多线程同步:在多线程编程中,不同线程可能同时访问同一个变量,如果不使用volatile修饰该变量,编译器对该变量的优化可能导致线程读取到脏数据。
通过使用volatile修饰变量,可以确保在多线程环境下变量的可见性和一致性。
二、volatile与多线程并发编程中最常见的一个问题就是可见性问题,即一个线程对共享变量的修改对另一个线程是否可见。
而volatile关键字可以用来确保变量在多线程环境下的可见性。
以下是volatile与多线程相关的一些要点:1. 可见性使用volatile修饰的变量在多线程环境下保证了其可见性。
如果一个线程对一个volatile变量进行了修改,那么其他线程在读取该变量时可以立即看到最新的值,而不会使用缓存中的旧值。
volatile与sychronized使用场景及原理
volatile与sychronized使用场景及原理
volatile和synchronized都是Java中用于实现多线程并发安全的关键字,但是它们的使用场景和原理有所不同。
1. volatile的使用场景:
- 在一个线程修改了一个volatile变量的值之后,其他线程能够立即看到该变量的最新值。
- 当一个变量被多个线程共享,并且其中一个线程修改了这个变量的值,需要将修改后的值立即刷新到主内存中,以便其他线程能够立即看到最新值。
- 适用于对变量的写操作不依赖于当前值,或者只有一个线程修改变量的值,其他线程只读取变量的值。
2. volatile的原理:
- volatile修饰的变量会被存放在主内存中,而不是线程的工作内存中。
- 每次线程读取volatile变量的值时,都会直接从主内存中读取最新值,而不是使用线程工作内存中的副本。
- 每次线程修改volatile变量的值时,会立即将修改后的值刷新到主内存,以便其他线程能够立即看到最新值。
3. synchronized的使用场景:
- 当多个线程访问共享资源时,需要防止并发修改引起的数据不一致。
- 当一个线程需要锁定一个对象以执行同步方法或同步代码块时。
4. synchronized的原理:
- synchronized保证了同一时刻只有一个线程可以执行被synchronized修饰的方法或代码块。
- 内置锁(或监视器锁)是通过对象头中的标志位来实现的。
- 当一个线程尝试获取对象的锁时,如果锁没有被其他线程
持有,那么该线程就会获取到锁,执行同步方法或代码块;否则,该线程就会进入锁定状态,直到持有锁的线程释放锁。
vba volatile用法
VBA(Visual Basic for Applications)是一种用于编写Microsoft Office应用程序的编程语言,它可以帮助用户自动化处理大量的数据和操作。
在VBA中,volatile是一个很重要的关键字,它在编写复杂的应用程序中扮演着至关重要的角色。
本文将重点介绍VBA中volatile的用法及其在编程过程中的作用。
一、VBA中volatile的概念Volatile是VBA中的一个关键字,它用来声明一个变量是“易失性的”。
在VBA中,当一个变量被声明为volatile时,表明该变量的值可能会在代码执行的过程中被外部因素(如硬件、内存或其他程序的操作)随时改变,因此编译器不能对这个变量的值进行优化处理。
二、Volatile的用法在VBA中,使用volatile关键字来声明变量非常简单,只需在变量声明时在前面加上volatile关键字即可。
示例如下:Sub TestVolatile()volatile Dim i As Integeri = 10MsgBox iEnd Sub在以上示例中,我们声明了一个名为i的变量,并在其前面加上volatile关键字。
三、Volatile的作用1. 指示编译器不对变量进行优化处理当一个变量被声明为volatile时,编译器将不会对其进行优化处理,保证了其在代码执行过程中能够及时地反映外部因素的改变,从而保证程序的准确性和稳定性。
2. 用于多线程环境中在多线程环境中,由于多个线程之间共享内存,一个线程对共享变量的修改可能会影响到其他线程对该变量的读取,因此在声明共享变量时使用volatile关键字可以保证数据的一致性,避免出现意外的错误。
3. 适用于硬件相关的操作在VBA中,当需要与硬件进行交互操作时,使用volatile关键字声明的变量可以保证数据的及时更新,避免出现不可预料的结果。
四、使用Volatile的注意事项1. 不滥用volatile关键字在实际编程中,滥用volatile关键字会导致程序性能下降,因此应合理使用该关键字,只在确实需要时才使用volatile关键字声明变量。
C语言中volatile关键字的作用
C语言中volatile关键字的作用一.前言1.编译器优化介绍:由于内存访问速度远不及CPU处理速度,为提高机器整体性能,在硬件上引入硬件高速缓存Cache,加速对内存的访问。
另外在现代CPU中指令的执行并不一定严格按照顺序执行,没有相关性的指令可以乱序执行,以充分利用CPU的指令流水线,提高执行速度。
以上是硬件级别的优化。
再看软件一级的优化:一种是在编写代码时由程序员优化,另一种是由编译器进行优化。
编译器优化常用的方法有:将内存变量缓存到寄存器;调整指令顺序充分利用CPU指令流水线,常见的是重新排序读写指令。
对常规内存进行优化的时候,这些优化是透明的,而且效率很好。
由编译器优化或者硬件重新排序引起的问题的解决办法是在从硬件(或者其他处理器)的角度看必须以特定顺序执行的操作之间设置内存屏障(memory barrier),linux 提供了一个宏解决编译器的执行顺序问题。
void Barrier(void)这个函数通知编译器插入一个内存屏障,但对硬件无效,编译后的代码会把当前CPU寄存器中的所有修改过的数值存入内存,需要这些数据的时候再重新从内存中读出。
2.volatile总是与优化有关,编译器有一种技术叫做数据流分析,分析程序中的变量在哪里赋值、在哪里使用、在哪里失效,分析结果可以用于常量合并,常量传播等优化,进一步可以消除一些代码。
但有时这些优化不是程序所需要的,这时可以用volatile关键字禁止做这些优化。
二.volatile详解:1.volatile的本意是“易变的” 因为访问寄存器要比访问内存单元快的多,所以编译器一般都会作减少存取内存的优化,但有可能会读脏数据。
当要求使用volatile 声明变量值的时候,系统总是重新从它所在的内存读取数据,即使它前面的指令刚刚从该处读取过数据。
精确地说就是,遇到这个关键字声明的变量,编译器对访问该变量的代码就不再进行优化,从而可以提供对特殊地址的稳定访问;如果不使用valatile,则编译器将对所声明的语句进行优化。
volatile关键字实现原理
volatile关键字实现原理
首先,让我们来详细介绍一下volatile关键字,它是由Peter Mosberger为Sun的Java语言添加的一个保留字,用来告诉编译器可能会在不同的线程中修改该变量,从而实现线程之间的互斥操作。
Volatile关键字可以让编译器和处理器对变量进行不同的处理,以保证变量在多个线程之间的可见性和原子性。
Volatile关键字的实现原理最重要的是处理器的内存屏障机制,它是一种可以通过指令级别来控制处理器读写操作顺序的技术。
具体来说,内存屏障指令可以阻止处理器重排序,从而解决原子性问题。
在使用Volatile关键字的情况下,内存屏障机制可以确保编译器和处理器在读写Volatile变量时不会发生数据竞争,也就是说,当线程A对Volatile变量进行读写时,线程B将不会抢夺变量,从而确保变量操作的正确性和可见性。
另外,Volatile关键字还能够实现多线程间的同步,当某个线程修改了Volatile变量的值后,其他线程将立即收到通知,并重新取得变量的值,这也确保了Volatile变量在多线程中的可见性和原子性。
最后,Volatile关键字还有一个非常重要的功能禁止指令重排序优化,当处理器执行Volatile变量的操作时,它会确保相关指令的顺序执行,从而保证程序的原子性以及正确性。
总而言之,Volatile关键字可以实现多线程间变量的可见性和原子性,另外,它还可以禁止指令重排序优化,确保程序正确执行。
因此,运用Volatile关键字可以大大提高多线程编程的效率,
可以有效地解决非原子操作带来的问题,使多线程应用更加稳定可靠。
Volatile原理和使用场景解析
Volatile原理和使⽤场景解析本博客系列是学习并发编程过程中的记录总结。
由于⽂章⽐较多,写的时间也⽐较散,所以我整理了个⽬录贴(传送门),⽅便查阅。
volatile是Java提供的⼀种轻量级的同步机制,在并发编程中,它也扮演着⽐较重要的⾓⾊。
⼀个硬币具有两⾯,volatile不会造成上下⽂切换的开销,但是它也并能像synchronized那样保证所有场景下的线程安全。
因此我们需要在合适的场景下使⽤volatile机制。
我们先使⽤⼀个列⼦来引出volatile的使⽤场景。
⼀个简单列⼦public class VolatileDemo {boolean started = false;public void startSystem(){System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" begin to start system, time:"+System.currentTimeMillis());started = true;System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" success to start system, time:"+System.currentTimeMillis());}public void checkStartes(){if (started){System.out.println("system is running, time:"+System.currentTimeMillis());}else {System.out.println("system is not running, time:"+System.currentTimeMillis());}}public static void main(String[] args) {VolatileDemo demo = new VolatileDemo();Thread startThread = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {demo.startSystem();}});startThread.setName("start-Thread");Thread checkThread = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {while (true){System.out.println("loop check...");demo.checkStartes();}}});checkThread.setName("check-Thread");startThread.start();checkThread.start();}}上⾯的列⼦中,⼀个线程来改变started的状态,另外⼀个线程不停地来检测started的状态,如果是true就输出系统启动,如果是false就输出系统未启动。
volatile 作用与使用场景
volatile 作用与使用场景一、什么是 volatilevolatile 是 C/C++ 中的一个关键字,用于声明变量是易变的,即可能随时发生改变。
它告诉编译器不要对这个变量进行优化,因为这个变量可能会被其他线程或者硬件设备修改。
二、volatile 的作用1. 禁止编译器对该变量进行优化编译器在进行代码优化时,会尝试将多次访问同一个变量的代码优化为一次访问。
但是在多线程环境下,如果一个线程修改了该变量的值,而另一个线程却没有及时获取到最新的值,就会导致程序出现问题。
使用 volatile 可以告诉编译器不要对该变量进行优化。
2. 保证内存可见性在多核 CPU 或者多线程环境下,每个线程都有自己的缓存。
当一个线程修改了某个共享内存区域的值时,其他线程并不一定能够立刻看到这个改变。
使用 volatile 可以保证内存可见性,在写入数据后立刻将其刷新到主内存中,并且在读取数据时从主内存中读取最新值。
3. 防止指令重排编译器为了提高程序运行效率,可能会对指令进行重排。
但是在多线程环境下,如果某个线程修改了一个变量的值,并且该变量的值会影响到其他线程,那么指令重排可能会导致其他线程看到的值不是最新的。
使用 volatile 可以防止指令重排。
三、volatile 的使用场景1. 多线程共享变量在多线程环境下,如果多个线程需要访问同一个变量,并且这个变量可能被另外的线程修改,那么就需要使用 volatile 来保证数据的正确性。
2. 硬件设备映射在嵌入式系统中,有些硬件设备是通过内存映射来访问的。
这些设备的寄存器可能随时会被硬件修改,因此需要使用 volatile 来保证数据的正确性。
3. 信号处理在信号处理程序中,有些变量是由主程序和信号处理程序共享的。
由于信号处理程序可能随时被调用,并且可能会修改这些变量的值,因此需要使用 volatile 来保证数据的正确性。
4. 外部中断处理在外部中断处理程序中,有些变量是由主程序和中断处理程序共享的。
volatile单词记忆
volatile单词记忆(实用版)目录一、volatile 单词的含义二、如何记忆 volatile 单词三、volatile 单词的实际应用正文一、volatile 单词的含义volatile 是一个英文单词,其意思是易变的、不稳定的、挥发性的。
在许多场合,这个单词被用来描述一些不可预测的情况或者具有不稳定性质的物质。
此外,在计算机编程领域,volatile 也被用来形容一个变量,表示该变量的值可能会被其他线程修改。
二、如何记忆 volatile 单词要记住 volatile 这个单词,我们可以通过以下几种方法:1.词根词缀法:volatile 是由 volat(波动的,易变的)和-ile(形容词后缀)组成的。
我们可以联想到波动和易变的事物,就很容易记住这个单词了。
2.联想记忆法:我们可以将 volatile 与生活中的具体事物相联系,从而加深记忆。
例如,我们可以想象一个充满波动的股市,它是不稳定的、易变的,就可以很容易地记住 volatile 这个单词了。
3.反复记忆法:通过反复阅读、记忆、使用 volatile 这个单词,达到牢记的效果。
三、volatile 单词的实际应用在实际应用中,volatile 这个单词可以用来描述许多情况。
例如,在化学领域,我们可以用 volatile 来形容一些具有挥发性的物质,如酒精、氨水等。
在气象学中,我们可以用 volatile 来形容大气中的气体成分,如氧气、氮气等。
在计算机编程领域,volatile 可以用来描述一个变量,表示该变量的值可能会被其他线程修改。
总之,volatile 这个单词在许多领域都有广泛的应用,掌握这个单词对于我们理解相关领域的知识具有重要意义。
javavolatile原理
javavolatile原理Java的volatile关键字用于确保多线程环境下变量的可见性和有序性。
一般情况下,当多个线程同时操作一个共享的变量时,为了提高效率,每个线程会将该变量的副本存储在自己的工作内存中进行操作,而不是直接访问主内存中的变量。
由于每个线程都有自己的工作内存,导致一个线程对共享变量的修改无法立即被其他线程看到,从而产生线程之间的数据不一致问题。
而volatile关键字可以保证共享变量的可见性和有序性,具体原理如下:1. 可见性:当一个线程对volatile变量进行写操作时,JVM会立即将该线程对应的工作内存中的变量值刷新到主内存中,并且让其他线程的工作内存中的该变量失效。
这样,其他线程读这个变量时就会从主内存中重新获取最新值,保证了变量的可见性。
2. 防止指令重排序:在多线程环境下,编译器和处理器为了提高性能,可能会对指令进行优化重排序,使得指令的执行顺序与代码的顺序不一致。
而volatile关键字可以禁止这种重排序优化,保证了指令的有序性,即各个线程看到的执行顺序是一致的。
具体来说,JVM对volatile变量的写入操作会在写操作之后添加一个写屏障,这个写屏障会告诉处理器将工作内存中的变量值立即刷新到主内存中。
而对volatile变量的读取操作会在读操作之前添加一个读屏障,这个读屏障会告诉处理器丢弃工作内存中的变量值,从主内存中重新获取最新值。
需要注意的是,volatile只能保证可见性和有序性,并不能保证原子性。
如果一个变量需要具备原子性,需要使用synchronized关键字或者使用原子类进行操作。
总结起来,volatile关键字的原理是通过写屏障和读屏障来保证共享变量的可见性和有序性,禁止指令重排序,从而避免了多线程环境下的数据不一致问题。
在需要保证变量的可见性和有序性时,可以使用volatile关键字来修饰共享变量。
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volatile
一:为什么要讲volatile
因为,很多”面试官”自己找不到能够测试应聘者的好的方式,所以就google了一下,发现了”嵌入式经典的0x10个面试题”,于是乎就拿来直接问了。
我想第一个想到用这个来提问应聘者的人绝对是值得我们仰慕的。
二:V olatile官方说明
Indicates that a variable can be changed by a background routine.
Keyword volatile is an extreme opposite of const. It indicates that a variable may be changed in a way which is absolutely unpredictable by analysing the normal program flow (for example, a variable which may be changed by an interrupt handler). This keyword uses the following syntax: volatile data-definition;
Every reference to the variable will reload the contents from memory rather than take advantage of situations where a copy can be in a register.
翻译:
表示一个变量也许会被后台程序改变.
关键字volatile是与const绝然对立的。
它指示一个变量也许会被某种方式修改,这种方式按照正常程序流程分析是无法预知的(例如,一个变量也许会被一个中断服务程序所修改)。
这个关键字使用下列语法定义:
volatile data-definition;
变量如果加了volatile修饰,则会从内存重新装载内容,而不是直接从寄存器拷贝内容。
三:实例分析
V olatile应用比较多的场合,在中断服务程序和cpu相关寄存器的定义。
比如,下面就是lpc2136 相关寄存器定义
/**************************
/* Vectored Interrupt Controller (VIC) */
#define VICIRQStatus (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF000))
#define VICFIQStatus (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF004))
#define VICRawIntr (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF008))
#define VICIntSelect (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF00C))
#define VICIntEnable (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF010))
#define VICIntEnClr (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF014))
#define VICSoftInt (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF018))
#define VICSoftIntClear (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF01C))
#define VICProtection (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF020))
#define VICVectAddr (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF030))
#define VICDefVectAddr (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF034))
#define VICVectAddr0 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF100))
#define VICVectAddr1 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF104))
#define VICVectAddr2 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF108))
#define VICVectAddr3 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF10C))
#define VICVectAddr4 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF110))
#define VICVectAddr5 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF114))
#define VICVectAddr6 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF118))
#define VICVectAddr7 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF11C))
#define VICVectAddr8 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF120))
#define VICVectAddr9 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF124))
#define VICVectAddr10 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF128))
#define VICVectAddr11 (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF12C))
也许有人看到这里有带出了跟本文无关的疑问,#define VICIntEnable (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF010))
是什么语法。
这里也一并介绍了:
先总结一句话,#define VICIntEnable (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF010))
其实就是定义一个指针变量。
那什么是指针变量呢,万变不离其宗!
我们看C里面对指针变量的定义:(大家可以去看谭浩强老师C语言第四版指针部分)
Int a;这里a是一个变量,是一个32位整形变量;
Int *p;同理,p也是一个变量,但他是一个指针变量,他可以存放一个地址,
如:p=&a,(p可以这样赋值),p存放的地址是变量a的地址。
&是取地址符。
那么*p是什么呢?
*p就是p所指向的内容!!
比如:
{
Int a;
Int *p;
a=100;
p=&a
}
那么*p就等于100;
但是,这里还有个问题,p本身的地址。
如果想到了这里,我们就好介绍
,#define VICIntEnable (*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF010))
我们来做一个例比:
(*((volatile unsigned long *) 0xFFFFF010))=========>*p
那么这里((volatile unsigned long *) 0xFFFFF010)========>p
这里0xFFFFF010就对应到p本身的地址。
<why?!>
首先,大家应该知道这是一个C语言里面的宏定义;然后,0xFFFFF010这个32位数,这个数的来源在lpc2136 datasheet,52page/270
所以,这个32位数是一个寄存器地址,要把一个32位数表示成地址怎么表示呢?
(unsigned long *) 0xFFFFF010,就是这样(也可以表示成(unsigned char *) 0xFFFFF010,前者表示这个地方可以存放32位数据,后者表示这个地址只能存放8位数据)。
既然是地址,就像我们在超市里面的寄存包裹箱一样,是可以存放东西,而且可以取出东西的地方。
我们叫可读写,当然有些地址是不能写的,只读的,比如这里面的VICIRQStatus..
寄存器地址为什么要加volatile修饰呢,是因为,这些寄存器里面的值是随时变化的。
比如,我们这里的中断状态寄存器VICIRQStatus ,当某个中断发生的时候,我们无法知道,那么这个状态寄存器的内容也是无法预知的。
我们读取的时候,CPU就直接到内存里面取值,而不是到cache里面取值。
*(volatile uint32 *)0x60001404 = 0x0000;
意思就是初始化0x60001404地址中的值为0x0000,一般在很多单片机
程序中完成寄存器的操作时经常这样用,它相当于下面两步
volatile uint32 * p = (volatile uint32 *)0x60001404;
* p = 0x0000; (peak:把p指向的变量赋值0x0000)
其中(volatile uint32 *)0x60001404,是利用c语言的强制类型转换把地址值转换为volatile uint32 * 类型的指针(相当于volatile uint32 * p = (volatile uint32 *)0x60001404),然后将0x0000赋给这个指针指向的地址(相当于* p = 0x0000),也就使
0x60001404地址中的值为0x0000。