Java 中的 volatile int 是线程安全的吗？

Question

Java 中的 volatile int 是线程安全的吗？也就是说，可以在不加锁的情况下安全地读取和写入吗？

Answer 1

是的，您可以安全地读取它并写入它 - 但您不能执行任何复合操作，例如安全地递增它，因为这是一个读/修改/写周期。还有一个问题是它如何与其他变量的访问交互。

坦率地说，易失性的确切性质令人困惑（请参阅 JLS 的内存模型部分了解更多详细信息） - 我个人通常会使用AtomicInteger 相反，作为确保我做对的更简单的方法。

Answer 2

[...]能够在不锁定的情况下安全地读取和写入？

是的，读取将始终导致最后写入的值，（并且读取和写入都是原子操作）。

易失性读/写在执行中引入了所谓的发生之前关系。

来自 Java 语言规范 第 17 章：线程和锁

对易失性字段 (§8.3.1.4) 的写入发生在该字段的每次后续读取之前。

换句话说，在处理易失性变量时，您不必显式同步（引入发生-before关系）使用synchronized关键字以确保线程获得写入变量的最新值。

但正如 Jon Skeet 指出的那样，易失性变量的使用是有限的，通常您应该考虑使用 java.util.concurrent 包中的类。

Answer 3

Java 中对 volatile int 的访问将是线程安全的。当我说访问时，我指的是对其进行单元操作，例如 volatile_var = 10 或 int temp = volatile_var （基本上是使用常量值进行写入/读取）。 java中的Volatile关键字确保了两件事：

1. 读取时你总是得到主内存中的值。通常出于优化目的，JVM 使用寄存器或更一般的术语“本地内存”来存储/访问变量。因此在多线程环境中每个线程可能会看到不同的变量副本。但是使其成为易失性可确保对变量的写入刷新到主内存并从主内存读取它，从而确保线程看到变量的正确副本。
2. 对易失性的访问是自动同步的。因此 JVM 确保读/写变量时的顺序。

然而，Jon Skeet 正确地提到，在非原子操作 (volatile_var = volatile + 1) 中，不同的线程可能会得到意外的结果。

Answer 4

1）如果两个线程都在读取和写入共享变量，那么使用 volatile 关键字是不够的。在这种情况下，您需要使用同步来保证变量的读写是原子的。读取或写入易失性变量不会阻止线程读取或写入。为此，您必须在关键部分周围使用同步关键字。

2) 作为同步块的替代方案，您还可以使用 java.util.concurrent 包中的多种原子数据类型之一。例如，AtomicLong 或 AtomicReference 或其他之一。

如果您有一个写入器线程和多个读取器线程，那么它是线程安全的。

class Foo {
private volatile Helper helper = null;
public Helper getHelper() {
if (helper == null) {
synchronized(this) {
if (helper == null)
helper = new Helper();
}
}
return helper;
}
}

注意：如果 helper 是不可变的，则不需要 volatile 关键字。这里单例将正常工作。

如果计数器由多个线程递增（读写操作），则不会给出正确的答案。这种情况也可以通过竞争条件来说明。

public class Counter{
private volatile int i;
public int increment(){
i++;
}
}

注意：这里 volatility 没有帮助。

Answer 5

如果易失性变量不依赖于任何其他易失性变量，则其读操作的线程安全。如果写了 volatile 并不能保证线程安全。

假设你有一个易失性变量 i，它的值取决于另一个易失性变量 j。现在Thread-1访问变量j并递增它，并且即将从CPU缓存更新到主内存中。如果 Thread-2 读取
Thread-1之前的变量i实际上可以更新主存中的j。 i 的值将根据 j 的旧值，这是不正确的。也称为脏读。

Answer 6

并非总是如此。

如果多个线程正在写入和读取变量，则它不是线程安全的。如果您有一个写入器线程和多个读取器线程，那么它是线程安全的。

如果您正在安全地寻找 Thread，请使用 AtomicXXX 类

支持对单个变量进行无锁线程安全编程的小型类工具包。

本质上，这个包中的类将易失性值、字段和数组元素的概念扩展到还提供以下形式的原子条件更新操作：

boolean compareAndSet(expectedValue, updateValue);

请参阅下面帖子中的 @teto 答案：

Volatile 布尔值与 AtomicBoolean