java中volatile和synchronized的區別與聯系

java中volatile和synchronized的區別與聯系

這個可能是最好的對比volatile和synchronized作用的文章了。volatile是一個變量修飾符，而synchronized是一個方法或塊的修飾符。所以我們使用這兩種關鍵字來指定三種簡單的存取變量的方式

  int i1;            int geti1() {return i1;}
volatile int i2;            int geti2() {return i2;}
   int i3;     synchronized int geti3() {return i3;}

geti1()在當前線程中立即獲取在i1變量中的值。線程可以獲得變量的本地拷貝，而所獲得的變量的值并不一定與其他線程所獲得的值相同。特別是，如果其他的線程修改了i1的值，那么當前線程獲得的i1的值可能與修改后的值有所差別。實際上，Java有一種主內存的機制，使用一個主內存來保存變量當前的正確的值。線程將變量的值拷貝到自己獨立的內存中，而這些線程的內存拷貝可能與主內存中的值不同。所以實際當中可能發生這樣的情況，在主內存中i1的值為1，線程1和線程2都更改了i1，但是卻沒把更新的值傳回給主內存或其他線程中，那么可能在線程1中i1的值為2，線程2中i1的值卻為3。

另一方面，geti2()可以有效的從主內存中獲取i2的值。一個volatile類型的變量不允許線程從主內存中將變量的值拷貝到自己的存儲空間。因此，一個聲明為volatile類型的變量將在所有的線程中同步的獲得數據，不論你在任何線程中更改了變量，其他的線程將立即得到同樣的結果。由于線程存取或更改自己的數據拷貝有更高的效率，所以volatile類型變量在性能上有所消耗。
那么如果volatile變量已經可以使數據在線程間同步，那么synchronizes用來干什么呢？兩者有兩方面的不同。首先，synchronized獲取和釋放由監聽器控制的鎖，如果兩個線程都使用一個監聽器(即相同對象鎖)，那么監聽器可以強制在一個時刻只有一個線程能處理代碼塊，這是最一般的同步。另外，synchronized還能使內存同步。在實際當中，synchronized使得所有的線程內存與主內存相同步。所以geti3()的執行過程如下：

1.   線程從監聽器獲取對象的鎖。(這里假設監聽器非鎖，否則線程只有等到監聽器解鎖才能獲取對象鎖)

2.   線程內存更新所有的變量，也就是說他將讀取主內存中的變量使自己的變量保證有效。(JVM會使用一個“臟”標志來最優化過程，使得僅僅具有“臟”標志變量被更新。詳細的情況查詢JAVA規范的17.9)

3.   代碼塊被執行(在這個例子中，設置返回值為剛剛從主內存重置的i3當前的值。)

4.   任何變量的變更將被寫回到主內存中。但是這個例子中geti3()沒有什么變化。

5.   線程釋放對象的鎖給監聽器。

所以volatile只能在線程內存和主內存之間同步一個變量的值，而synchronized則同步在線程內存和主內存之間的所有變量的值，并且通過鎖住和釋放監聽器來實現。顯然，synchronized在性能上將比volatile更加有所消耗。 

關于兩者的區別

1.volatile本質是在告訴jvm當前變量在寄存器（工作內存）中的值是不確定的，需要從主存中讀取；synchronized則是鎖定當前變量，只有當前線程可以訪問該變量，其他線程被阻塞住。

2.volatile僅能使用在變量級別；synchronized則可以使用在變量、方法、和類級別的

3.volatile僅能實現變量的修改可見性，不能保證原子性；而synchronized則可以保證變量的修改可見性和原子性

4.volatile不會造成線程的阻塞；synchronized可能會造成線程的阻塞。

5.volatile標記的變量不會被編譯器優化；synchronized標記的變量可以被編譯器優化 

紅字體部分的原因如下：

線程A修改了變量還沒結束時,另外的線程B可以看到已修改的值,而且可以修改這個變量,而不用等待A釋放鎖,因為Volatile 變量沒上鎖

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