java中volatile和synchronized的區(qū)別與聯(lián)系

java中volatile和synchronized的區(qū)別與聯(lián)系

這個可能是最好的對比volatile和synchronized作用的文章了。volatile是一個變量修飾符，而synchronized是一個方法或塊的修飾符。所以我們使用這兩種關(guān)鍵字來指定三種簡單的存取變量的方式

  int i1;            int geti1() {return i1;}
volatile int i2;            int geti2() {return i2;}
   int i3;     synchronized int geti3() {return i3;}

geti1()在當前線程中立即獲取在i1變量中的值。線程可以獲得變量的本地拷貝，而所獲得的變量的值并不一定與其他線程所獲得的值相同。特別是，如果其他的線程修改了i1的值，那么當前線程獲得的i1的值可能與修改后的值有所差別。實際上，Java有一種主內(nèi)存的機制，使用一個主內(nèi)存來保存變量當前的正確的值。線程將變量的值拷貝到自己獨立的內(nèi)存中，而這些線程的內(nèi)存拷貝可能與主內(nèi)存中的值不同。所以實際當中可能發(fā)生這樣的情況，在主內(nèi)存中i1的值為1，線程1和線程2都更改了i1，但是卻沒把更新的值傳回給主內(nèi)存或其他線程中，那么可能在線程1中i1的值為2，線程2中i1的值卻為3。

另一方面，geti2()可以有效的從主內(nèi)存中獲取i2的值。一個volatile類型的變量不允許線程從主內(nèi)存中將變量的值拷貝到自己的存儲空間。因此，一個聲明為volatile類型的變量將在所有的線程中同步的獲得數(shù)據(jù)，不論你在任何線程中更改了變量，其他的線程將立即得到同樣的結(jié)果。由于線程存取或更改自己的數(shù)據(jù)拷貝有更高的效率，所以volatile類型變量在性能上有所消耗。
那么如果volatile變量已經(jīng)可以使數(shù)據(jù)在線程間同步，那么synchronizes用來干什么呢？兩者有兩方面的不同。首先，synchronized獲取和釋放由監(jiān)聽器控制的鎖，如果兩個線程都使用一個監(jiān)聽器(即相同對象鎖)，那么監(jiān)聽器可以強制在一個時刻只有一個線程能處理代碼塊，這是最一般的同步。另外，synchronized還能使內(nèi)存同步。在實際當中，synchronized使得所有的線程內(nèi)存與主內(nèi)存相同步。所以geti3()的執(zhí)行過程如下：

1.   線程從監(jiān)聽器獲取對象的鎖。(這里假設(shè)監(jiān)聽器非鎖，否則線程只有等到監(jiān)聽器解鎖才能獲取對象鎖)

2.   線程內(nèi)存更新所有的變量，也就是說他將讀取主內(nèi)存中的變量使自己的變量保證有效。(JVM會使用一個“臟”標志來最優(yōu)化過程，使得僅僅具有“臟”標志變量被更新。詳細的情況查詢JAVA規(guī)范的17.9)

3.   代碼塊被執(zhí)行(在這個例子中，設(shè)置返回值為剛剛從主內(nèi)存重置的i3當前的值。)

4.   任何變量的變更將被寫回到主內(nèi)存中。但是這個例子中g(shù)eti3()沒有什么變化。

5.   線程釋放對象的鎖給監(jiān)聽器。

所以volatile只能在線程內(nèi)存和主內(nèi)存之間同步一個變量的值，而synchronized則同步在線程內(nèi)存和主內(nèi)存之間的所有變量的值，并且通過鎖住和釋放監(jiān)聽器來實現(xiàn)。顯然，synchronized在性能上將比volatile更加有所消耗。 

關(guān)于兩者的區(qū)別

1.volatile本質(zhì)是在告訴jvm當前變量在寄存器（工作內(nèi)存）中的值是不確定的，需要從主存中讀取；synchronized則是鎖定當前變量，只有當前線程可以訪問該變量，其他線程被阻塞住。

2.volatile僅能使用在變量級別；synchronized則可以使用在變量、方法、和類級別的

3.volatile僅能實現(xiàn)變量的修改可見性，不能保證原子性；而synchronized則可以保證變量的修改可見性和原子性

4.volatile不會造成線程的阻塞；synchronized可能會造成線程的阻塞。

5.volatile標記的變量不會被編譯器優(yōu)化；synchronized標記的變量可以被編譯器優(yōu)化 

紅字體部分的原因如下：

線程A修改了變量還沒結(jié)束時,另外的線程B可以看到已修改的值,而且可以修改這個變量,而不用等待A釋放鎖,因為Volatile 變量沒上鎖

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