使用 volatile 變量和信號量 - Java

Question

我從線程、信號量、易失性變量等開始。我想知道當我使用信號量時是否有必要將變量定義為易失性，我的意思是：

有 2 個線程，一個增加，另一個減少變量，例如，很明顯，在每次訪問之前，我有一個互斥鎖，可以隨時控制只有一個線程在“玩”變量。

有必要定義為 volatile 嗎？

Answer 1

來自Semaphore 的API 文檔：

內存一致性影響：在調用“釋放”方法（如release()之前線程中的操作發生在另一個線程中成功的“獲取”方法（如acquire()之后的操作之前。

所以讀/寫由信號量保護的變量是安全的。 無需將它們聲明為volatile 。

Answer 2

不應該使用信號量代替同步，因為即使初始化為一，信號量也不持有互斥互鎖，就像在某個對象上同步一樣。 確實，信號量初始化為 1，一次只允許一個線程訪問持有許可的對象。 但是持有許可的線程並不擁有它，任何其他線程都可以釋放該許可並獲得該許可。 因此，兩個線程可以同時訪問同一個對象，如果兩個線程都操作該對象，則會出現多線程問題，例如丟失更新、過時讀取等。

在您有 2 個線程的示例中，一個增加一個減少相同的變量。 互斥就足夠了，不需要 volatile 聲明。 在這里，我假設互斥是通過同步而不是信號量實現的。

volatile 不如 synchronized 嚴格，當執行的操作是原子（讀或寫）時，您可能希望使用 volatile 。 執行讀-更新-寫操作時不應使用 volatile。

Answer 3

我想知道當我使用信號量時是否有必要將變量定義為 volatile，

我不認為有任何這樣的限制。 互斥體是一種互斥信號量，是信號量的一種特殊變體，一次只允許一個儲物櫃。 它相當於一個計數為 1 的普通計數信號量，並且要求它只能由鎖定它的同一個線程釋放。

如果我們專門討論Java 中的信號量：信號量是許可的計數器，而獲取就像遞減，它等待而不是低於零。 它沒有上限。 正如 CIP 中提到的：

該實現沒有實際的許可對象，並且信號量不會將分配的許可與線程相關聯，因此可以從另一個線程釋放在一個線程中獲得的許可。 您可以將獲取視為使用許可，而將發布視為創建許可； 信號量不限於創建它時使用的許可數量。

對於您的場景，您可以共享一個計數器並使其可變或更好地使用AtomicInteger因為它們使用CAS機制，在低爭用下表現非常好。