在Java中的volatile和synchronized关键字
在Java中,多线程涉及两个问题:确保多个操作可以一致地进行,不会混合不同线程的操作,并使对变量值的更改对于除执行更改的线程之外的其他线程可用。
实际上,变量在硬件中并不存在于单个位置。它可能存在于不同线程的内部状态或不同的硬件缓存中。简单地对变量进行赋值会自动从执行赋值的线程的视角改变其值。
如果将变量标记为"volatile",则其他线程将获得更改后的值。
"synchronized"也确保更改可见。具体来说,在一个线程的同步块结束之前所做的任何更改将对在随后在同一对象上同步的另一个线程的读取可见。
此外,对同一对象同步的块被强制按顺序而不是并行运行。这允许像给变量加一这样的操作,知道在读取旧值和写入新值之间其值不会改变。它还允许对多个变量进行一致的更改。
我所知道的学习如何编写稳定的并发代码的最佳方式是阅读《Java并发编程实战》。
在Java中,long
和double
类型的读写操作不是原子操作。为了使读写操作变为原子操作(包括long
和double
),可以使用volatile
关键字来修饰变量。可以在原子访问这篇文章中了解更多相关信息。
volatile
关键字的作用是确保当一个线程修改了变量的值时,其他线程可以看到这个变化,并且在它被写入的过程中不能读取它。它可以用来减少内存一致性错误。
为了防止线程缓存变量的值,可以使用volatile
关键字。即使一个线程更新了某个值,其他线程仍有可能使用它们缓存的值。通过使用volatile
关键字可以防止这种情况发生。
volatile
关键字的主要承诺不是关于原子性,而是关于可见性。
在Java中,volatile和synchronized关键字都可以保证可见性,但synchronized还提供了原子性。如果一个线程读取一个volatile变量,它保证能看到之前对该变量的写入,包括其他线程的写入。而synchronized块也提供了相同的保证(前提是读和写操作都是在同一个监视器上完成的),但它还提供了原子性保证:在一个synchronized块中的所有指令对于另一个线程在同一个锁上进行同步来说是原子的。
原因:
在多线程环境下,线程之间共享数据可能会发生竞态条件(Race Condition),导致数据的不一致性。为了解决这个问题,Java提供了volatile和synchronized关键字。
解决方法:
1. 使用volatile关键字:当一个变量被volatile修饰时,它的值将立即被写入主内存,并且每次读取时都从主内存中获取最新值。这样可以保证变量的可见性,即一个线程对变量的修改对其他线程是可见的。但是,volatile不能保证复合操作的原子性。
2. 使用synchronized关键字:synchronized关键字可以保证多个线程对同一个对象的同步方法或同步代码块的互斥访问,从而实现对共享数据的同步访问。当一个线程进入synchronized块时,它将获取锁,并且在释放锁之前,所有对共享数据的修改都将对其他线程可见。此外,synchronized还能保证复合操作的原子性,即在一个synchronized块中的所有指令对于其他线程是原子的。
下面是使用volatile关键字的示例代码:
public class VolatileExample { private volatile int counter = 0; public void increment() { counter++; } public int getCounter() { return counter; } }
下面是使用synchronized关键字的示例代码:
public class SynchronizedExample { private int counter = 0; public synchronized void increment() { counter++; } public synchronized int getCounter() { return counter; } }
通过使用volatile和synchronized关键字,可以有效地解决多线程环境中的可见性和原子性问题,确保共享数据的正确访问。