volatile遇到的问题

 

public class VolatileThread implements Runnable {

    private volatile int a = 0;

    @Override
    public void run() {
//        synchronized (this){//②
        a = a + 1;
//            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"----"+a);
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
//            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "####"+a);//①
        a = a + 1;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "****" + a);

//        }
    }
}

public class VolatileTest {
    public static void main(String[] args) {
        VolatileThread volatileThread = new VolatileThread();

        for(int i=0;i<4;i++){
            Thread t = new Thread(volatileThread);
            t.setName("Thread-t"+i);
            t.start();
        }
    }
}

以上代码，代码1是一个线程类，其中成员变量a被volatile修饰；代码2是main函数类，创建了4个线程。执行main函数，偶然发生了诡异结果现象：

Thread-t3****6
Thread-t0****7
Thread-t1****6
Thread-t2****6

疑问1：为什么会出现重复数字？疑问2：为什么7会现在比6先输出的现象？

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 先简单了解下volatile（下一篇将重点介绍volatile和Synchronized，本篇只是简单介绍下）：

什么是volatile?volatitle起什么作用？

volatile是与java内存模型（JMM）有关的一个关键字，用来修饰成员变量，起作用：1、保证共享变量（成员变量）的可见性；2、指令有序性（禁止指令重排）。同Synchronized相比，它是轻量级，但不具有原子性，因此对于多线程来说，不是线程安全的。

如何理解可见性?

我们知道，每个线程都有自己的私有工作内存，在执行线程时，会从主内存拷贝一份成员变量到自己的工作内存，也就是变量副本，然后执行程序指令，最后把副本变量刷回主内存。对于A和B两个线程，同时要针对成员变量进行修改，比如a++，如果A线程执行完后还来及刷回主内存，B线程就开始拷贝原主内存的变量到自己的工作内存执行a++,此时，A线程所修改的变量对B线程而言是不可见的。而volatile的功能之一就是保证共享变量的可见性。

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疑问1解析： 

看看上面的代码，首先四个线程分别执行了第8行 a=a+1 后，分别进入sleep休眠，此时主内存的变量是4，线程分别休眠过期后，开始争夺cpu时间片，执行第16行的 a=a+1，理论上来说，上面的输出结果不会出现重复的变量数值，这又是为什么呢？原因要从a=a+1这个操作讲起，a=a+1，类似a++，这个操作并不是原子性操作，实际上是由从主内存中读取值、工作内存中+1操作、操作结果刷回主内存三步操作组成，在一条线程中，他们任意一步被打断，因此保证不了主内存中a一定+1，出现上面重复变量数值的结果。也就是我们常常说的volatile并不能保证线程安全。

疑问2解析：

有人会说，多线程在不加锁情况下，打印是随机的，原因是os处理器调度随机的。从这层面上理解是可以的，但作为程序员，为什么他是随机的，这期中有没有什么规则？我觉得务必要一探究竟。首先看下面println()的底层源码

public void println(String x) {
    synchronized (this) {
        print(x);
        newLine();
    }
}
看到Synchronized，不得不解释下，sync他本质上也是个非公平锁，也就是说多线程下，谁先拿到锁并不确定，当然谁拿到锁，谁就先打印。sync在Java1.6被称为一种重量级的锁，事实上，它底层的确涉及到的知识很多。还是耐心练功夫吧。