synchronized和volatile的使用方法以及區別
synchronized和volatile的區別:
一旦一個共享變數(類的成員變數、類的靜態成員變數)被volatile修飾之後,那麼就具備了兩層語義:
1)保證了不同執行緒對這個變數進行操作時的可見性,即一個執行緒修改了某個變數的值,這新值對其他執行緒來說是
立即可見的。
2)禁止進行指令重排序。
volatile本質是在告訴jvm當前變數在暫存器(工作記憶體)中的值是不確定的,需要從主存中讀取;
synchronized則是鎖定當前變數,只有當前執行緒可以訪問該變數,其他執行緒被阻塞住。
1.volatile僅能使用在變數級別;
synchronized則可以使用在變數、方法、和類級別的
2.volatile僅能實現變數的修改可見性,並不能保證原子性;
synchronized則可以保證變數的修改可見性和原子性
3.volatile不會造成執行緒的阻塞;
synchronized可能會造成執行緒的阻塞。
4.volatile標記的變數不會被編譯器優化;
synchronized標記的變數可以被編譯器優化
參見如下程式碼:
public class ThreadTest { public static void main(String[] args) { final Counter counter = new Counter(); for (int i = 0; i < 1000; i++) { new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { counter.inc(); } }).start(); } System.out.println(counter); } }
public class Counter { private volatile int count = 0; public void inc() { try { Thread.sleep(3); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } count++; } @Override public String toString() { return "[count=" + count + "]"; } }
上面的例子是使用了volatile關鍵字修飾一個count變數,執行程式,結果會是神馬?
結果不會是1000,或者說不等於1000.
下面是程式運行了3次的結果:
[count=971]
[count=968]
[count=972]
可以看出,程式執行的結果是不確定的,這說明了count++並不是原子級別的操作。
原因是宣告為volatile的變數若與自身相關,如以下的宣告方式:n=n+1,n++等,那麼宣告為volatile的變數就不起作用,也就是說關鍵字volatile無效。
分析:
在 java 的記憶體模型中每一個執行緒執行時都有一個執行緒棧,執行緒棧儲存了執行緒執行時候變數值資訊。當執行緒訪問
某一個物件時候值的時候,首先通過物件的引用找到對應在堆記憶體的變數的值,然後把堆記憶體變數的具體值load到線
程本地記憶體中,建立一個變數副本,之後執行緒就不再和物件在堆記憶體變數值有任何關係,而是直接修改副本變數的值,
在修改完之後的某一個時刻(執行緒退出之前),自動把執行緒變數副本的值回寫到物件在堆中變數。這樣在堆中的物件
的值就產生變化了。
也就是說上面主函式中開啟了1000 個子執行緒,每個執行緒都有一個變數副本,每個執行緒修改變數只是臨時修改了
自己的副本,當執行緒結束時再將修改的值寫入在主記憶體中,這樣就出現了執行緒安全問題。因此結果就不可能等於1000
了,一般都會小於1000。
若想將count的操作變為原子級別,可以使用關鍵字synchronized,即可將類Counter修改為:
public class Counter {
public static int count = 0;
public synchronized void inc() {
count++;
}
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
inc();// n=count+1改成了inc()
Thread.sleep(3);// 為了使執行結果更隨即,延遲3毫秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
@Override
public String toString() {
return "[count=" + count + "]";
}
}
程式執行3次的結果:
[count=1000]
[count=1000]
[count=1000]