volatile关键字和synchronized关键字
创始人
2024-03-27 14:46:38
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参考博客:https://www.cnblogs.com/cg-ww/p/14540450.html
1、volatile的作用:关键作用是使变量在多个线程之间可见
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程序并没有因为我修改之后结束运行,因为线程对共享变量具有不可见性,main线程修改布尔值之后,子线程看不到值的修改。因此要想实现线程的可见性这里可以加上volatile关键字修饰公共变量

volatile关键字的作用:使线程在强制公共内存中读取变量值,保证可见性
增加volatile字段后:
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2、volatile非原子特性
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无序,无规律:
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加入volatile关键字:
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按道理输出1000的整数倍数才对,但是变量在自增的过程中没有更新到又被读取再修改,因此volatile不具备原子性,正确办法将方法加上synchronized关键字
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3、volatile与synchronized比较

  • volatile关键字是线程同步的轻量级实现,所以volatile性能肯定比synchronized要好,volatile只能修饰变量,而synchronized可以修饰方法代码块,在开发中使用synchronized比例还是挺大的。
  • 多线程访问volatile变量不会发生阻塞,而synchronized可能会阻塞。
  • volatile能保证数据的可见性,但是不能保证原子性,而synchronized可以保证原子性,也可以保证可见性,因为synchronized会将线程的工作内存和主内存进行同步
  • volatile关键字保证多个线程之间的可见性,synchronized关键字解决线程访问公共资源的同步性。
区别synchronizedvolatile
使用上只能用于修饰方法、代码块、静态成员变量、非静态成员变量只能修饰实例变量或者类关键字
原子性保证能保证,排它方式使同步代码串行无法保证
可见性保证能保证,排它方式使同步代码串行能保证,可以读取公共变量
有序性保证能保证,在同步串行的时候能保证,禁止JVM以及处理器进行排序
阻塞情况会发生阻塞不会发生阻塞

4、常用原子类进行自增自减操作(原理是无锁的CAS操作,线程安全)
i++不是原子操作,除了使用synchronized进行同步,也可以使用AtomicInteger/AtomicLong进行实现
4.1 非静态成员变量,无论synchronized是否修饰该成员变量,每个线程都打印输出1000
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4.2 静态成员变量,没有synchronized修饰该成员变量,无论AddCount是否是静态方法,每个线程不一定打印出整千数,没有实现线程安全。
count被不同的线程执行,某一线程打印的时候其他线程刚好正在对count进行自增到7984,此时打印出7984这个数
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打印结果:
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4.3 静态成员变量,有synchronized修饰该成员变量(synchronized修饰代码块),无论AddCount是否是静态方法,每个线程打印出整千数
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4.4 静态成员变量,有synchronized修饰该类,无论AddCount是否是静态方法,每个线程打印出整千数
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synchronized(object)表示必须拿到key对象的锁才能执行synchronized代码块,凡是进入该同步代码块中的线程都必须先获得锁。synchronized(class)表示必须拿到class的锁才能执行synchronized代码块,同一个类下所有实例的线程都会受到影响。
拿到锁才能执行,相当于串行运行

打印结果:
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4.5 静态成员变量,有synchronized修饰this,无论AddCount是否是静态方法,每个线程不一定打印出整千数,没有实现线程安全
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synchronized在修饰this的时候,只能确保同一个实例下所有线程之间的同步代码块互斥(线程安全),而不同实例的线程是不受影响的(线程不安全)

4.6 有synchronized修饰局部变量是包装类或new生成的对象、赋值操作,无论AddCount是否是静态方法,每个线程不一定打印出整千数,没有实现线程安全。有synchronized修饰局部变量是字符串常量,无论AddCount是否是静态方法,可以实现线程安全
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此时可以实现线程安全

如果key是局部变量,这种情况也是可以的,但是需要注意的是,局部变量能够产生的效果最多也就和this差不多,并不适用于不同实例的场景

总结:
1、synchronized在修饰不同类型数据的时候,锁的粒度(互斥范围)也是不同的(这里只说最大粒度),简单总结就是:方法 > object > class > this。

this只会影响当前实例的线程访问;class会影响当前类所有实例的线程访问;而object会影响所有访问同步代码的访问;在方法上加synchronize关键字影响范围就更大了,会影响所有当前方法的访问,所以,其中最重的就是修饰方法时候,其次是修饰object,然后才是class和this。

当然object在一些特殊操作之下,也可以达到和class、this类似的效果。
2、
synchronized在修饰object的时候,必须是不可变的对象或静态对象(也就是钥匙必须唯一),否则是起不到阻塞(锁)的作用的。
参考博客:

        synchronized修饰变量,https://blog.csdn.net/dlf123321/article/details/53515756详解synchronized关键字,https://zhuanlan.zhihu.com/p/459633288

5、CAS
CAS(Compare And Swap)是由硬件实现的,
CAS可以将read(读)-modify(修改)-write(写)转化为原子操作
i++自增过程:
从主内存调取i变量值
对i值加1
再把加1过后的值保存到主内存

CAS原理:在把数据更新到主内存时,再次读取主内存变量的值,如果现在变量的值与期望的值一样就更新。
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