使用Volatile变量还是原子变量

使用Volatile变量还是原子变量2013-12-19volatile变量

在Java语言中，volatile变量提供了一种轻量级的同步机制，volatile变量用来确保将变量的更新操作通知到其它线程，volatile变量不会被缓存到寄存器或者对其它处理器不可见的地方，所以在读取volatile变量时总会返回最新写入的值，volatile变量通常用来表示某个状态标识。

原子变量：

原子变量是“更强大的volatile”变量，从实现来看，每个原子变量类的value属性都是一个volatile变量，所以volatile变量的特性原子变量也有。同时，原子变量提供读、改、写的原子操作，更强大，更符合一般并发场景的需求。

既然原子变量更强大，是否还有必要使用volatile变量？如果有什么时候选择volatile变量，什么时候选择原子变量？当然这种选择只有在多线程并发的场景下才会出现，而多线程并发的目的一般是为了提高吞吐量和减少延迟响应，所以还是先看段测试代码和运行结果吧！

import java.util.concurrent.CountDownLatch;import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;public class TestVolatile {private static int CALC_TIME = 1000;private static final int THREAD_NUM = 100;private AtomicInteger ai;private int i;private volatile int vi; public TestVolatile（）{ai = new AtomicInteger（0）;i = 0;vi = 0;}public static void main（String[] args） throws InterruptedException {System.out.println（"Calculation Times:" + CALC_TIME + " ----------------------"）;test（）; CALC_TIME = 10000;System.out.println（"Calculation Times:" + CALC_TIME + " ----------------------"）;test（）; CALC_TIME = 100000;System.out.println（"Calculation Times:" + CALC_TIME + " ----------------------"）;test（）; CALC_TIME = 1000000;System.out.println（"Calculation Times:" + CALC_TIME + " ----------------------"）;test（）;}private static void test（） throws InterruptedException {testAi（）; testI（）; testVi（）;}private static void testAi（） throws InterruptedException {TestVolatile testVolatile = new TestVolatile（）;CountDownLatch begSignal = new CountDownLatch（1）;CountDownLatch endSignal = new CountDownLatch（THREAD_NUM）;for （int i = 0; i < THREAD_NUM; i++） {new Thread（ testVolatile.new WorkerAI（begSignal, endSignal） ）.start（）;}long startTime = System.currentTimeMillis（）; begSignal.countDown（）;endSignal.await（）; long endTime = System.currentTimeMillis（）; System.out.println（"Total time consumed by atomic increment : " + （endTime-startTime））;}private static void testI（）throws InterruptedException {TestVolatile testVolatile = new TestVolatile（）;CountDownLatch begSignal = new CountDownLatch（1）;CountDownLatch endSignal = new CountDownLatch（THREAD_NUM）; for （int i = 0; i < THREAD_NUM; i++） {new Thread（ testVolatile.new WorkerI（begSignal, endSignal） ）.start（）;}long startTime = System.currentTimeMillis（）; begSignal.countDown（）;endSignal.await（）; long endTime = System.currentTimeMillis（）; System.out.println（"Total time consumed by synchronized increment : " + （endTime-startTime））;} private static void testVi（）throws InterruptedException {TestVolatile testVolatile = new TestVolatile（）;CountDownLatch begSignal = new CountDownLatch（1）;CountDownLatch endSignal = new CountDownLatch（THREAD_NUM）; for （int i = 0; i < THREAD_NUM; i++） {new Thread（ testVolatile.new WorkerVI（begSignal, endSignal） ）.start（）;}long startTime = System.currentTimeMillis（）; begSignal.countDown（）;endSignal.await（）; long endTime = System.currentTimeMillis（）; System.out.println（"Total time consumed by volatile increment : " + （endTime-startTime））;}public void incrAi（） {ai.getAndIncrement（）;}public synchronized void incrI（） {i++;}/** * 这个函数不是线程安全，很可能得到错误的结果，这里只是为了测试读取volatile变量的效率 */public void incrVi（） {vi++;}class WorkerAI implements Runnable {private CountDownLatch beginSignal;private CountDownLatch endSignal;public WorkerAI（CountDownLatch begin, CountDownLatch end） {this.beginSignal = begin;this.endSignal = end;}@Overridepublic void run（） {try {beginSignal.await（）;} catch （InterruptedException e） {e.printStackTrace（）;}for（int j=0; j<CALC_TIME; j++）{incrAi（）;} endSignal.countDown（）;}}class WorkerI implements Runnable {private CountDownLatch beginSignal;private CountDownLatch endSignal;public WorkerI（CountDownLatch begin, CountDownLatch end） {this.beginSignal = begin;this.endSignal = end;}@Overridepublic void run（） {try {beginSignal.await（）;} catch （InterruptedException e） {e.printStackTrace（）;}for（int j=0; j<CALC_TIME; j++）{incrAi（）;}endSignal.countDown（）;}}class WorkerVI implements Runnable {private CountDownLatch beginSignal;private CountDownLatch endSignal;public WorkerVI（CountDownLatch begin, CountDownLatch end） {this.beginSignal = begin;this.endSignal = end;}@Overridepublic void run（） {try {beginSignal.await（）;} catch （InterruptedException e） {e.printStackTrace（）;}for（int j=0; j<CALC_TIME; j++）{incrVi（）;}endSignal.countDown（）;}}}