volatile和synchronized的作用以及两者的区别是什么?

java的线程抽象内存模型

java线程抽象内存模型

java的线程抽象内存模型中定义了每个线程都有一份自己的私有内存,里面存放自己私有的数据,其他线程不能直接访问,而一些共享数据则存在主内存中,供所有线程进行访问。
上图中,如果线程A和线程B要进行通信,就要经过主内存,比如线程B要获取线程A修改后的共享变量的值,要经过下面两步:
     (1)、线程A修改自己的共享变量副本,并刷新到了主内存中。
     (2)、线程B读取主内存中被A更新过的共享变量的值,同步到自己的共享变量副本中。

java多线程中的原子性、可见性、有序性

     (1)、原子性:是指线程的多个操作是一个整体,不能被分割,要么就不执行,要么就全部执行完,中间不能被打断。
     (2)、可见性:是指线程之间的可见性,就是一个线程修改后的结果,其他的线程能够立马知道。
     (3)、有序性:为了提高执行效率,java中的编译器和处理器可以对指令进行重新排序,重新排序会影响多线程并发的正确性,有序性就是要保证不进行重新排序(保证线程操作的执行顺序)。

volatile关键字的作用

其实volatile关键字的作用就是保证了可见性和有序性(不保证原子性),如果一个共享变量被volatile关键字修饰,那么如果一个线程修改了这个共享变量后,其他线程是立马可知的。为什么是这样的呢?比如,线程A修改了自己的共享变量副本,这时如果该共享变量没有被volatile修饰,那么本次修改不一定会马上将修改结果刷新到主存中,如果此时B去主存中读取共享变量的值,那么这个值就是没有被A修改之前的值。如果该共享变量被volatile修饰了,那么本次修改结果会强制立刻刷新到主存中,如果此时B去主存中读取共享变量的值,那么这个值就是被A修改之后的值了。
volatile能禁止指令重新排序,在指令重排序优化时,在volatile变量之前的指令不能在volatile之后执行,在volatile之后的指令也不能在volatile之前执行,所以它保证了有序性。

synchronized关键字的作用

synchronized提供了同步锁的概念,被synchronized修饰的代码段可以防止被多个线程同时执行,必须一个线程把synchronized修饰的代码段都执行完毕了,其他的线程才能开始执行这段代码。
因为synchronized保证了在同一时刻,只能有一个线程执行同步代码块,所以执行同步代码块的时候相当于是单线程操作了,那么线程的可见性、原子性、有序性(线程之间的执行顺序)它都能保证了。

volatile关键字和synchronized关键字的区别

     (1)、volatile只能作用于变量,使用范围较小。synchronized可以用在变量、方法、类、同步代码块等,使用范围比较广。
     (2)、volatile只能保证可见性和有序性,不能保证原子性。而可见性、有序性、原子性synchronized都可以包证。
     (3)、volatile不会造成线程阻塞。synchronized可能会造成线程阻塞。

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