轻量级同步机制volatile

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2022-04-06 15:56 226阅读 0赞

## 锁 ##

在Java多线程编程当中，提供了以下几种方式来实现线程安全

内部锁（synchronized）和显式锁（Lock）：属于互斥同步方法，是重量级的多线程同步机制，可能会引起上下文切换和线程调度，它同时提供**内存可见性、有序性和原子性**。

## 介绍 ##

volatile：轻量级多线程同步机制，不会引起上下文切换和线程调度。仅提供**内存可见性、有序性保证(禁止指令重排序优化)，不提供原子性**。

当一个变量定义为volatile之后，它将具备两个特性，第一是保证此变量对所有线程的可见性，这里的“可见性”是指当一条线程修改了这个变量的值，新值对于其他线程来说是可以立即得知的。而普通变量不能做到这一点，普通变量的值在线程间传递均需要通过**主内存**来完成，例如，线程A修改一个普通变量的值，然后**向主内存进行回写**，另外一条线程B在线程A回写完成了之后再**从主内存进行读取操作**，新变量值才会对线程B可见。

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CAS原子指令（Compare And Swap）：属于非阻塞同步方法，轻量级多线程同步机制，不会引起上下文切换和线程调度。它同时提供内存可见性、有序性和原子化更新保证。

synchronized修饰的对象  
synchronized是Java中的关键字，是一种同步锁。它可以修饰以下几种代码片段：

方法，作用范围是整个方法，作用的对象是调用这个方法的对象；  
代码块，作用范围是大括号\{\}括起来的代码，作用的对象是调用这个代码块的对象；  
静态方法，作用范围是整个静态方法，作用的对象是这个类的所有对象；  
类。作用范围是synchronized后面括号括起来的部分，作用的对象是这个类的所有对象。

## volatile怎样保证可见性 ##

对于可见性，Java提供了volatile关键字来保证可见性。

当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值会立即被更新到主存，当有其他线程需要读取时，它会去内存中读取新值。

而普通的共享变量不能保证可见性，因为普通共享变量被修改之后，什么时候被写入主存是不确定的，当其他线程去读取时，此时内存中可能还是原来的旧值，因此无法保证可见性。

## 并发编程(Java Memory Model)的三大特性 ##

*  原子性  
    即一个操作或者多个操作 要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行。
 *  可见性  
    可见性指的是多个线程对共享资源的可见性。当一个线程修改了某一资源，其他线程能够看到修改结果。
 *  有序性  
    即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。

synchronized锁与volatile变量的比较

volatile变量最大的优点是使用方便。在某些情形下，使用volatile变量要比使用相应的synchronized锁简单得多。  
某些情况下，volatile变量同步机制的性能要优于synchronized锁。  
volatile变量不会像synchronized锁一样造成阻塞。  
volatile变量最大的缺点在于使用范围有限，而且容易出错。  
总的来说volatile变量使用范围有限，不能替代synchronized，但在某些场景下，使用volatile更好。

计算机在执行程序时，为了提高性能，编译器和处理器常常会对指令做重排，一般分以下3种  
源代码----》编译器优化的重排-----》指令并行的重排----》内存系统的重排----》最终执行的指令

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推荐文档：

1.  https://blog.csdn.net/u010255818/article/details/65633033
2.  http://www.importnew.com/24082.html

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