java中的volatile和synchronized

发布时间:2016-12-31 7:34:16编辑:www.fx114.net 分享查询网我要评论
本篇文章主要介绍了"java中的volatile和synchronized ",主要涉及到java中的volatile和synchronized 方面的内容,对于java中的volatile和synchronized 感兴趣的同学可以参考一下。

关于volatile和同步相关的东西,网上有太多错误和解释不清的东西, 所以查阅相关书籍和文章后总结如下, 如果还是也存在不正确的内容,请一定要指出来, 以免误人子弟:)

1. 原子性与可视性

    原子性是指操作不能被线程调度机制中断, 除long和double之外的所有基本类型的读或写操作都是原子操作,注意这里说的读写, 仅指如return i, i = 10, 对于像i++这种操作,包含了读,加1,写指令,所以不是原子操作。 对于long和double的读写,在64位JVM上会把它们当作两个32位来操作,所以不具备原子性。

    在定义long和double类型变量时,如果使用volatile来修饰,那么也可以获得原子性,除此以外,volatile与原子性没有直接关系。

    可视性,volatile的主要作用就是确保可视性,那么什么是可视性?
    在系统中(多处理器更加明显),对某一变量的修改有时会暂时保存在本地处理器的缓存中,还没有写入共享内存,这时候有另外一个线程读取变量在共享内存的值,那么这个修改对这个线程就是不可视的。
    Volatile修饰的成员变量在每次被线程访问时,都强迫从共享内存中重读该成员变量的值。而且,当成员变量发生变化时,强迫线程将变化值直接写到共享内存。这样在任何时刻,两个不同的线程总是看到某个成员变量的同一个值。 原子操作不一定就有可视性, 比如赋值,i = 10,  如果i没有被特别修饰, 那么因为缓存的原因, 它仍然可能是不可视的

    所以原子性和可视性是完全不同的两个概念

2. volatile的应用场景
    详细可以参考java语言架构师Brain Geotz的文章
    Java 中volatile 变量可以被看作是一种 “程度较轻的 synchronized”;与 synchronized 块相比,volatile 优点是所需的编码较少,并且运行时开销也较少, 不会引起线程阻塞。Volatile 变量具有 synchronized 的可视性特性,但是不具备原子特性。
    这就导致Volatile 变量可用于提供线程安全,但是应用场景非常有限,在一些经典java书里,基本都不推荐使用volatile替代synchronized来实现同步,因为风险较大, 很容易出错。
Brain给出的使用volatile实现线程安全的条件:
    对变量的写操作不依赖于当前值。 (count++这种就不行了)
    该变量没有包含在具有其他变量的不变式中(Invariants,例如 “start <=end”)。

    我的理解是, 这两个条件都是因为volatile不能提供原子性导致的, 如果多线程执行的一个操作不是原子性的, 使用volatile时就一定要慎重。
    如果满足这两个条件, 多线程执行的操作是原子性的, 那就是可以使用,如:
将 volatile 变量作为状态标志使用

volatile boolean shutdownRequested;....public void shutdown() { shutdownRequested = true; } //不依赖当前值,原子操作public void doWork() {   while (!shutdownRequested) {   // do stuff  }}

    文章中的其他几种模式, 也都差不多这个意思。

    还有一种情况,如果读操作远远超过写操作,可以结合使用内部锁和 volatile 变量来减少公共代码路径的开销。
    结合使用 volatile 和 synchronized 实现 “开销较低的读-写锁”

@ThreadSafepublic class CheesyCounter {  // Employs the cheap read-write lock trick    // All mutative operations MUST be done with the 'this' lock held  @GuardedBy("this") private volatile int value;  public int getValue() { return value; } //使用volatile替代synchronized  public synchronized int increment() {  return value++;}

    然而,你可以在读操作中使用 volatile 确保当前值的可见性,因此可以使用锁进行所有变化的操作,使用 volatile 进行只读操作。其中,锁一次只允许一个线程访问值,volatile 允许多个线程执行读操作,因此当使用 volatile 保证读代码路径时,要比使用锁执行全部代码路径获得更高的共享度 —— 就像读-写操作一样。

3. synchronized

class AtomTest implements Runnable {    private volatile int i = 0;    public int getVal() {return i;}    public synchronized void inc() {i++; i++;}        @Override    public void run() {        while (true) {            inc();        }    }}public class TestThread {        public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();        AtomTest at = new AtomTest();        exec.execute(at);        while (true) {            int val = at.getVal();            if (val % 2 != 0) {                System.out.println(val);                System.exit(0);


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