Synchronized、Volatile区别

  • 可见性

定义: 一个线程对共享变量做了修改之后,其他的线程立即能够看到(感知到)该变量这种修改(变化)。

Java 内存模型 是以 主存线程私有内存(工作内存) 组成的,通过工作内存修改后的值同步到主存中,在读取变量前从主内存刷新最新值到工作内存中,这种依赖主内存的方式来实现可见性的。

  • 原子性

定义:一个操作不能被打断,要么全部执行完毕,要么不执行

java内存模型所保证的是,同线程内,所有的操作都是由上到下的,但是多个线程并行的情况下,则不能保证其操作的有序性。

  • 有序性

定义:在本线程内观察,操作都是有序的;如果在一个线程中观察另外一个线程,所有的操作都是无序的。

java内存模型所保证的是,同线程内,所有的操作都是由上到下的,但是多个线程并行的情况下,则不能保证其操作的有序性。
计算机在执行程序时,为了提高性能,编译器个处理器常常会对指令做重排,一般分为以下 3 种:

  • 编译器优化指令重排
  • 指令并行重排
  • 内存系统重排

单线程环境里面确保程序最终执行的结果和代码执行的结果一致
处理器在进行重排序时必须考虑指令之间的数据依赖性
多线程环境中线程交替执行,由于编译器优化重排的存在,两个线程中使用的变量能否保证用的变量能否一致性是无法确定的,结果无法预测

Volatile

  • 只能修饰变量
  • 禁止指令重排(编译器优化指令重排)
  • 保证可见性
  • 不保证原子性
  • 不会阻塞线程

它所修饰的变量不保留拷贝,直接访问主内存中的。

在Java内存模型中,有main memory,每个线程也有自己的memory (例如寄存器)。为了性能,一个线程会在自己的memory中保持要访问的变量的副本。这样就会出现同一个变量在某个瞬间,在一个线程的memory中的值可能与另外一个线程memory中的值,或者main memory中的值不一致的情况。 一个变量声明为volatile,就意味着这个变量是随时会被其他线程修改的,因此不能将它cache在线程memory中。

Synchronized

  • 修饰代码块或方法
  • 会被编译器优化指令重排
  • 保证原子性也间接保证了可见性(因为它会将私有内存中和公共内存中的数据做同步)
  • 可能会阻塞线程

当两个并发线程访问同一个对象object中的这个synchronized(this)同步代码块时,一个时间内只能有一个线程得到执行。另一个线程必须等待当前线程执行完这个代码块以后才能执行该代码块。

当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时,另一个线程仍然可以访问该object中的非synchronized(this)同步代码块。

当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时,其他线程对object中所有其它synchronized(this)同步代码块的访问将被阻塞。

当一个线程访问object的一个synchronized(this)同步代码块时,它就获得了这个object的对象锁。结果,其它线程对该object对象所有同步代码部分的访问都被暂时阻塞。

最后:
线程安全包含原子性和可见性两个方面,Java的同步机制都是围绕这两个方面来确保线程安全的。
关键字volatile主要使用的场合是在多个线程中可以感知实例变量被修改,并且可以获得最新的值使用,也就是多线程读取共享变量时可以获得最新值使用。

关键字volatile提示线程每次从共享内存中读取变量,而不是私有内存中读取,这样就保证了同步数据的可见性。但是要注意的是:如果修改实例变量中的数据

例如:i++,也就是i=i+1,则这样的操作其实并不是一个原子操作,也就是非线程安全的。表达式i++操作步骤分解如下:
1)从内存中取出i的值。
2)计算i的值;
3)将i的值写到内存中。
假如在第2步计算值得时候,另外一个线程也修改i的值,name这个时候就会出现脏读数据。解决的办法就是使用synchronized关键字。 所以说volatile本身并不处理数据的原子性,而是强制对数据的读写及时的影响到主内存中。

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