synchronized 和 volatile 关键字的作用和不同

一旦一个共享变量(类的成员变量、类的静态成员变量)被 volatile 修饰之后,那么就具备了两层语义:

1)保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性,即一个线程修改了某个变量的值,这新值对其他线程来说是立即可见的。

2)禁止进行指令重排序。

volatile 本质是在告诉 jvm 当前变量在寄存器(工作内存)中的值是不确定的,需要从主存中读取;synchronized 则是锁定当前变量,只有当前线程可以访问该变量,其他线程被阻塞住。

其与synchronized 的区别在于:

1.volatile 仅能使用在变量级别;synchronized 则可以使用在变量、方法、和类级别的;

2.volatile 仅能实现变量的修改可见性,并不能保证原子性;synchronized 则可以保证变量的修改可见性和原子性;

3.volatile 不会造成线程的阻塞;synchronized 可能会造成线程的阻塞;

4.volatile 标记的变量不会被编译器优化;synchronized 标记的变量可以被编译器优化。

分析代码解释原因


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 + "]";
    }
}

public class VolatileTest {
    public static void main(String[] args) {
        final Counter counter = new Counter();
        for(int i=0;i<1000;i++){

                @Override
                public void run() {
                    counter.inc();
                }
            }).start();
        }
        System.out.println(counter);
    }
}

上面的代码执行完后输出的结果确定为 1000 吗?

答案是不一定,或者不等于 1000。

在 java 的内存模型中每一个线程运行时都有一个线程栈,线程栈保存了线程运行时候变量值信息。当线程访问某一个对象时候值的时候,首先通过对象的引用找到对应在堆内存的变量的值,然后把堆内存变量的具体值 load 到线程本地内存中,建立一个变量副本,之后线程就不再和对象在堆内存变量值有任何关系,而是直接修改副本变量的值,在修改完之后的某一个时刻(线程退出之前),自动把线程变量副本的值回写到对象在堆中变量。这样在堆中的对象的值就产生变化了。也就是说上面主函数中开启了 1000 个子线程,每个线程都有一个变量副本,每个线程修改变量只是临时修改了自己的副本,当线程结束时再将修改的值写入在主内存中,这样就出现了线程安全问题。因此结果就不可能等于 1000了,一般都会小于 1000。

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