Где использовать volatile

#java #многопоточность #concurrency

                    

Когда можно использовать volatile, если он не обеспечивает атомарность чтения и записи
как Atomic'и.
Мне не понятно в чем разница между volatile и synchronized, если и то и другое обеспечивает
синхронизацию между кэшами ядер процессора.

    

Ответы

Ответ 1

Модификатор volatile гарантирует видимость операций с полем и сохранение их последовательности.
Волатильную переменную можно, например, использовать как флаг завершения работы потока:

public class Main {
    private static volatile boolean run = true;

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        new Thread(() -> {
            long x = 0;
            while (run) {
                System.out.println(++x);
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                }
                catch (InterruptedException exc) {}
            }
        }).start();

        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while (run) {
            String line = scanner.nextLine();
            if ("exit".equals(line))
                run = false;
        }
    }
}


Без модификатора volatile у вас нет гарантии, что поток выводящий значения переменной
x когда-нибудь заметит, что главный поток изменил состояние переменной run.

Синхронизация гарантирует видимость операций, сохранение их последовательности и
атомарность.

public class Main {
    private static int x = 0;
    private static int y = 1000;

    private static synchronized void transfer() {
        ++x;
        --y;
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        for (int a = 0; a < 10; a++) {
            new Thread(() -> {
                for (int b = 0; b < 100; b++) {
                    transfer();
                }
            }).start();
        }

        System.out.println(x);
        System.out.println(y);
    }
}


Без модификатора synchronized у вас нет гарантии, что значение переменной x будет
увеличено на столько же, на сколько уменьшено значение переменной y, так как порядок
и продолжительность выполнения потоков непредсказуемы.

Во втором примере volatile не поможет. В первом может помочь использование синхронизации,
но тогда на каждой итерации один из потоков будет блокировать мьютекс, а второй потом
будет останавливаться, пока мьютекс не будет освобождён. Это существенно медленнее
проверки состояния волатильной переменной.


Ответ 2

Вам почти правильно ответили. Только оптимизации несколько другого рода. Дело в том,
что переменная может быть закеширована для более быстрого доступа. Вариантов куча где
именно. Например она может быть закеширована для каждого процессора отдельно, может
быть закеширована в потоке, в принципе это зависит от того, какая реализация JVM используется. 

Volatile просто запрещает подобное кэширование.

Теперь как его использовать. Volatile работает быстрее, потому что никаких блокировок
не происходит. В этом его преимущество перед synchronized.

Работа со ссылками атомарна, поэтому там в теории это может быть актуальным.

А так да, конструкция относительно редкая, обычно при многопоточности используется
что-то специфическое, дабы упростить работу с ней.

UPD.
Там "на заборах" пишут, что long и double которые не обязательно атомарные, становятся
атомарными с volatile. Но официального подтверждения я этому не нашел, если у кого
то есть точная информация по этому поводу, будет круто