浅析 Java 并发中的 volatile 和 synchronized 殊途同归之路

闲谈

2023-11-07 10:09:28

在浩瀚的 Java 并发世界中，volatile 和 synchronized 是两颗耀眼的明星，它们携手共舞，为开发者构建出同步和互斥的坚实堡垒。作为一名技术博客创作专家，我将独辟蹊径，带你领略这两位重量级选手的风采。

volatile 与 synchronized 的异曲同工

volatile 宣告一个共享变量在任何时刻都对所有线程可见，有效地消除了指令重排序对变量读写的潜在危害。换句话说，它确保了变量的最新值始终在所有线程中生效。

synchronized 则更进一步，不仅实现了 volatile 的可见性，还提供了原子性保证。这意味着对同步代码块或方法的访问是互斥的，只有一个线程可以同时执行。这对于保护共享资源免受并发修改至关重要。

场景取舍：各有千秋

虽然 volatile 和 synchronized 在实现并发控制方面殊途同归，但在具体应用场景上却各有千秋。

当需要确保变量对所有线程的可见性，而无需额外的同步开销时，volatile 是一个绝佳的选择。常见的例子包括计数器和状态标志。

当需要保护共享资源免受并发修改时，synchronized 才是王道。它通过互斥机制确保了数据一致性和完整性。锁的应用场景包括共享队列、映射和数据结构。

性能考量：代价几何

使用 volatile 和 synchronized 必然带来额外的开销。volatile 的可见性保证通过内存屏障实现，这可能会影响性能。而 synchronized 的原子性保证则依赖于底层的锁机制，其开销往往更为显著。

因此，在选择并发控制机制时，需要仔细权衡性能和正确性之间的取舍。对于轻量级同步场景，volatile 的开销较小，而对于需要强一致性的场景，synchronized 是更可靠的选择。

实际运用：化繁为简

为了加深理解，让我们通过一个示例代码来探索 volatile 和 synchronized 的实际运用：

public class ConcurrentCounter {

    private volatile int count = 0;

    public void increment() {
        count++; // 非原子操作
    }

    public int getCount() {
        return count; // 可见性保证
    }

    public synchronized void synchronizedIncrement() {
        count++; // 原子性保证
    }

}