Java volatile キーワードのコード分析

この記事は Java の volatile キーワードのコード解析に関するもので、困っている方は参考にしていただければ幸いです。

ほとんどの Java プログラマーは volatile キーワードの使用方法を学習していると思います。 Baidu Encyclopedia での volatile の定義:

volatile は、異なるスレッドによってアクセスおよび変更される変数を変更するように設計された型修飾子 (型指定子) です。 volatile は、コンパイラの最適化によってこの命令が省略されないようにするための命令キーワードとして機能し、毎回値を直接読み取る必要があります。

Java を学んだばかりの友人の中には、上記の非常に一般的な説明を読んでもまだ混乱している人がたくさんいるかもしれません。

以下では、具体的な例を使用して volatile の使用法を学習します。

この例を見てください:

public class ThreadVerify {
    public static Boolean stop = false;
    public static void main(String args[]) throws InterruptedException {
        Thread testThread = new Thread(){
            @Override
            public void run(){
                int i = 1;
                while(!stop){
                    //System.out.println("in thread: " + Thread.currentThread() + " i: " + i);
                    i++;
                }
                System.out.println("Thread stop i="+ i);
            }
        }
        ;
        testThread.start();
        Thread.sleep(1000);
        stop = true;
        System.out.println("now, in main thread stop is: " + stop);
        testThread.join();
    }
}

このコードは、メイン スレッドの 2 行目でブール変数 stop を定義します。その後、メイン スレッドは新しいスレッドを開始し、スレッド内のカウンタを増やし続けます。 thread の値は、メイン スレッドによってメイン スレッドのブール変数 stop が true に設定されるまでループを終了しません。

メインスレッドは Thread.sleep を使用して 1 秒間一時停止し、ブール値 stop を true に設定します。

したがって、期待される結果は、上記の Java コードは 1 秒間実行した後に停止し、その内にカウンター i の実際の値を出力することです。 1秒の値。

しかし、この Java アプリケーションを実行すると、無限ループに入り、タスク マネージャーでこの Java プログラムの CPU 使用率が急上昇していることがわかります。 ＃＃＃＃＃＃理由は何ですか？コンピュータ専攻コース「オペレーティング システム」で教えられるメモリ モデルの知識を復習してみましょう。

Java メモリ モデルを例に挙げます。Java メモリ モデルは、メイン メモリ (メイン メモリ) とワーク メモリ (ワーク メモリ) に分かれています。メイン メモリ内の変数はすべてのスレッドで共有され、各スレッドには独自の作業メモリがあり、内部の変数にはスレッド ローカル変数が含まれます。メイン メモリ内の変数がスレッドによって使用される場合、スレッドの作業メモリにはメイン メモリ変数のコピーが保持されます。

#スレッドによる変数の読み取りおよび書き込み操作はすべて作業メモリ内で実行する必要があり、メイン メモリ内の変数を直接操作することはできません。異なるスレッドは、互いの作業メモリに直接アクセスできません。スレッド間の変数の転送は、メイン メモリを通じて完了する必要があります。スレッド、メイン メモリ、および作業メモリ間の対話的な関係は次のとおりです。

スレッドが独自の実行コード内の定義を変更する場合、変数メインスレッド (メインメモリ) 内の変更は、スレッドの作業メモリ内で直接変更され、その後、特定の瞬間 (Java プログラマはこの瞬間を制御できませんが、JVM によってスケジュールされます) に、この変更が作業メモリから書き戻されます。メインメモリ。

例に戻ります。メイン スレッドは stop 変数を変更しますが、変更されるのはメイン メモリ内の値だけですが、カウンタを操作するスレッドの作業メモリ内の stop 変数には古い値が残り、常に false になります。したがって、このスレッドは無限ループにはまってしまいます。

原理がわかれば、解決策は簡単です。 stop 変数の前にキーワード volatile を追加して変数を変更します。これにより、カウンター スレッドで stop 値が読み取られるたびに、volatile は現在のスレッドの作業メモリから読み取るのではなく、メイン メモリから読み取るようにスレッドに強制します。これにより、無限ループが回避されます。下の図は、1 秒後にカウンターが 14 億回実行されたことを示しています。

以上がJava volatile キーワードのコード分析の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。