如果多个线程可以访问一个字段，是否应该将其标记为 易失性？

Question

阅读一些线程（常见并发问题、易失性关键字、 内存模型）我对Java中的并发问题感到困惑。

我有很多字段由多个线程访问。我应该检查它们并将它们全部标记为易失性吗？

在构建一个类时，我不知道多个线程是否会访问它，所以让任何字段不是易失性的肯定是不安全的，所以根据我的理解，很少有情况你不会使用它。这是正确的吗？

对我来说，这是特定于 1.5 版 JVM 及更高版本的，但不要觉得仅限于回答我的具体设置。

Answer 1

好吧，您已经阅读了其他问题，我想您已经阅读了答案，所以我将强调一些关键点：

1. 它们会改变吗？如果不是，则不需要 volatile
2. 如果是，那么一个字段的值是否与另一个字段相关？如果是，转到第4点，
3. 有多少线程会改变它？如果只有 1，那么您所需要的就是 volatile
4. 如果数字 2 的答案是“否”或者多个线程要写入它，那么仅使用 volatile 就不够，您可能会需要同步访问

补充：
如果该字段引用一个对象，那么它将拥有自己的字段，并且所有这些考虑因素也适用于这些字段。

Answer 2

如果一个字段被多个线程访问，它应该是易失性或final，或者仅使用同步块访问。否则，分配的值可能对其他线程不可见。

一个类必须专门设计用于多个线程的并发访问。简单地将字段标记为 volatile 或 Final 不足以保证线程安全。存在一致性问题（多个字段更改的原子性）、线程间信号传递的问题（例如使用 wait 和 notify）等。

因此，最安全的是假设一个对象应该只对单个线程可见，除非另有说明。使所有对象都线程安全是没有必要的，而且成本高昂——就软件速度而言，但更重要的是，就开发费用而言。

相反，软件的设计应使并发线程之间的交互尽可能少，最好根本不交互。需要清楚地识别它们交互的点，以便设计适当的并发控制。

Answer 3

如果您必须询问，请使用锁。 易失性在某些情况下可能很有用，但要正确使用却非常非常困难。例如：

class Foo {
  private volatile int counter = 0;
  int Increment() {
    counter++;
    return counter;
  }
}

如果两个线程同时运行 Increment()，则结果可能为 counter = 1。这是因为计算机将首先检索计数器，添加一个，然后将其保存回来。易失性只是强制保存和加载相对于其他语句以特定顺序发生。

请注意，synchronized 通常不需要 易失性 - 如果对给定字段的所有访问都受同一监视器保护，则永远不需要 易失性 。

使用易失性来制作无锁算法是非常非常困难的；坚持使用synchronized，除非你有确凿的证据表明它已经太慢了，并且已经对你计划实现的算法进行了详细的分析。

Answer 4

简短的回答是否定的。线程问题需要比这更多的思考和规划。请参阅此内容，了解 volatile 何时提供帮助的一些限制线程和没有线程时。值的修改必须正确同步，但通常修改一次需要多个变量的状态。举例来说，您有一个变量，并且您希望在它满足条件时更改它。从数组读取和写入数组是不同的指令，需要一起同步。挥发性还不够。

还要考虑变量引用可变对象（例如数组或集合）的情况，然后与该对象交互将不是线程安全的，因为引用是易失性的。