当前位置：首页 > news >正文

Java线程安全：volatile与wait/notify详解

news 2025/9/27 18:40:31

一. volatile

1.1内存可见性

1.2 volatile的使用

二. wait & notify

2.1 wait（）

2.2 notify（）

2.3 notifyAll（）

2.4 具体流程

一. volatile

volatile 是Java中的一个关键字，主要是解决线程安全问题中内存可见性的问题

在了解volatile之前我们要先了解一下什么是内存可见性

1.1内存可见性

内存可见性是多线程环境下，一个线程修改共享变量后，其他线程能否“立刻看到”这个修改结果的特性。

下面来看一个经典的例子：

public class Text {public static int flog=0;public static void main(String[] args) {Thread t1=new Thread(()->{Scanner sc=new Scanner(System.in);flog=sc.nextInt();});Thread t2=new Thread(()->{while (flog==0){//什么也不做}});t1.start();t2.start();}
}

在这个代码中就会出现由于内存可见性而导致输入1后仍然不能退出循环

原因：

站在CPU指令的角度：

1.load操作会从内存中读取flog的值，到寄存器中

2.cmp操作会将flog与寄存器中的值进行比较并且判断跳转

虽然在另一个线程中有flog值的修改，但是编译器无法分析出另一个线程的执行时机，并且load操作的开销远远大于cmp的开销，所以编译器做出了一个大胆的判定：将load操作进行优化，优化为复用寄存器/缓存中的旧值

所以当我们输入1时，而flog读取的仍然是存放在寄存器/缓存中的旧值0，而导致一直陷入循环，不能退出

1.2 volatile的使用

volatile是Java中的关键字，直接修饰可能会触发内存可见性问题的变量后即可

public class Text {public  volatile static int flog=0;public static void main(String[] args) {Thread t1=new Thread(()->{Scanner sc=new Scanner(System.in);flog=sc.nextInt();});Thread t2=new Thread(()->{while (flog==0){}});t1.start();t2.start();}
}

注意：

volatile只能解决内存可见性导致的线程安全问题，并不能保证原子性
volatile只能应对一个线程读一个线程写的操作，不能应对两个线程写（主要是原子性的问题，而锁不仅能保证原子性还能顺便解决内存可见性问题）

问题：若是在while中加入sleep（）能阻止内存可见性问题吗？

答：能，因为内存可见性问题本质上是由编译器优化带来的，而由于sleep的引入会抑制编译器对load的优化，从而解决了内存可见性问题（不是sleep影响内存可见性，而是影响编译器的优化）

我们还要知道的一点：在循环体中的各种复杂操作，都可能会引其上述的优化失效

public class Text {public   static int flog=0;public static void main(String[] args) {Thread t1=new Thread(()->{Scanner sc=new Scanner(System.in);flog=sc.nextInt();});Thread t2=new Thread(()->{while (flog==0){try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}}});t1.start();t2.start();}
}

加入sleep后就不存在线程安全问题了