揭秘多线程中的Volatile和Synchronized

多线程编程重新认识Volatile & synchronized

多线程编程是计算机科学中一个重要的概念，它允许一个程序同时执行多个任务。在Java中，多线程编程可以通过使用线程类或实现Runnable接口来实现。

在多线程编程中，线程之间的数据共享是一个常见的问题。当多个线程同时访问共享数据时，可能会导致数据不一致或程序崩溃。为了避免这种情况，需要使用同步机制来确保线程之间的数据访问是安全的。

在Java中，有两种常见的同步机制：Volatile和Synchronized。

Volatile

volatile用于修饰变量，表示该变量是一个共享变量，并且在任何时刻都可能被多个线程同时访问。当一个线程修改volatile变量时，其他线程会立即看到这个修改。

Volatile关键字可以保证变量的可见性，但不保证原子性。这意味着，如果一个变量是volatile的，那么它可以被多个线程同时修改，但这些修改不会以原子方式进行。

Synchronized

synchronized关键字用于修饰方法或代码块，表示该方法或代码块是同步的，只能由一个线程同时执行。当一个线程进入一个同步方法或代码块时，其他线程将被阻塞，直到该线程退出该方法或代码块。

Synchronized关键字可以保证方法或代码块的原子性，也保证可见性。这意味着，如果一个方法或代码块是同步的，那么它只能由一个线程同时执行，并且对共享变量的修改是原子的。

区别

Volatile和Synchronized的主要区别在于，Volatile只保证变量的可见性，但不保证原子性，而Synchronized则保证方法或代码块的原子性和可见性。

Volatile的性能开销比Synchronized要小，因为Volatile只需要在变量被修改时才需要进行内存屏障操作，而Synchronized则需要在每次进入或退出同步方法或代码块时都进行内存屏障操作。

应用场景

Volatile和Synchronized都有各自的应用场景。Volatile通常用于修饰共享变量，而Synchronized通常用于修饰同步方法或代码块。

例如，我们可以使用Volatile来修饰一个计数器变量，以确保多个线程可以同时对该变量进行计数。

public class Counter {

    private volatile int count;

    public void increment() {
        count++;
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

我们还可以使用Synchronized来修饰一个方法，以确保该方法只能由一个线程同时执行。

public class BankAccount {

    private int balance;

    public synchronized void deposit(int amount) {
        balance += amount;
    }

    public synchronized int getBalance() {
        return balance;
    }
}

总结

Volatile和Synchronized是Java多线程编程中的两个重要关键字，它们都用于确保线程之间的数据访问是安全的。Volatile只保证变量的可见性，但不保证原子性，而Synchronized则保证方法或代码块的原子性和可见性。Volatile的性能开销比Synchronized要小，但Synchronized的应用场景更广泛。