使用 volatile 变量和信号量 - Java

Question

我从线程、信号量、易失性变量等开始。我想知道当我使用信号量时是否有必要将变量定义为易失性，我的意思是：

有 2 个线程，一个增加，另一个减少变量，例如，很明显，在每次访问之前，我有一个互斥锁，可以随时控制只有一个线程在“玩”变量。

有必要定义为 volatile 吗？

Answer 1

来自Semaphore 的API 文档：

内存一致性影响：在调用“释放”方法（如release()之前线程中的操作发生在另一个线程中成功的“获取”方法（如acquire()之后的操作之前。

所以读/写由信号量保护的变量是安全的。 无需将它们声明为volatile 。

Answer 2

不应该使用信号量代替同步，因为即使初始化为一，信号量也不持有互斥互锁，就像在某个对象上同步一样。 确实，信号量初始化为 1，一次只允许一个线程访问持有许可的对象。 但是持有许可的线程并不拥有它，任何其他线程都可以释放该许可并获得该许可。 因此，两个线程可以同时访问同一个对象，如果两个线程都操作该对象，则会出现多线程问题，例如丢失更新、过时读取等。

在您有 2 个线程的示例中，一个增加一个减少相同的变量。 互斥就足够了，不需要 volatile 声明。 在这里，我假设互斥是通过同步而不是信号量实现的。

volatile 不如 synchronized 严格，当执行的操作是原子（读或写）时，您可能希望使用 volatile 。 执行读-更新-写操作时不应使用 volatile。

Answer 3

我想知道当我使用信号量时是否有必要将变量定义为 volatile，

我不认为有任何这样的限制。 互斥体是一种互斥信号量，是信号量的一种特殊变体，一次只允许一个储物柜。 它相当于一个计数为 1 的普通计数信号量，并且要求它只能由锁定它的同一个线程释放。

如果我们专门讨论Java 中的信号量：信号量是许可的计数器，而获取就像递减，它等待而不是低于零。 它没有上限。 正如 CIP 中提到的：

该实现没有实际的许可对象，并且信号量不会将分配的许可与线程相关联，因此可以从另一个线程释放在一个线程中获得的许可。 您可以将获取视为使用许可，而将发布视为创建许可； 信号量不限于创建它时使用的许可数量。

对于您的场景，您可以共享一个计数器并使其可变或更好地使用AtomicInteger因为它们使用CAS机制，在低争用下表现非常好。