前言

有个小伙伴被问到volatile 和 synchronized 二者的区别,这是一个常常被问到的题目用于检验你对Java并发编程的理解,了解你对Java并发编程基础知识的掌握程度,以及你是否能够清晰地理解并解释这两个关键字的区别。同时,他们也可能想要评估你在实际编程中如何选择合适的同步机制来解决并发问题。

Java 内存模型(JMM)

CPU 增加了缓存均衡了与内存的速度差异,这一增加还是好几层。

此时内存的短板不再那么明显,CPU甚喜。但随之却带来很多问题

看上图,每个核都有自己的一级缓存(L1 Cache),有的架构里面还有所有核共用的二级缓存(L2 Cache)。使用缓存之后,当线程要访问共享变量时,如果 L1 中存在该共享变量,就不会再逐级访问直至主内存了。所以,通过这种方式,就补上了访问内存慢的短板

具体来说,线程读/写共享变量的步骤是这样:

从主内存复制共享变量到自己的工作内存在工作内存中对变量进行处理处理完后,将变量值更新回主内存假设现在主内存中有共享变量 X, 其初始值为 0

线程1先访问变量 X, 套用上面的步骤就是这样:

L1 和 L2 中都没有发现变量 X,直到在主内存中找到拷贝变量 X 到 L1 和 L2 中在 L1 中将 X 的值修改为1,并逐层写回到主内存中此时,在线程 1 眼中,X 的值是这样的:

接下来,线程 2 同样按照上面的步骤访问变量 X

L1 中没有发现变量 XL2 中发现了变量X从L2中拷贝变量到L1中在L1中将X 的值修改为2,并逐层写回到主内存中此时,线程 2 眼中,X 的值是这样的:

结合刚刚的两次操作,当线程1再访问变量x,我们看看有什么问题:

此刻,如果线程 1 再次将 x=1回写,就会覆盖线程2 x=2 的结果,同样的共享变量,线程拿到的结果却不一样(线程1眼中x=1;线程2眼中x=2),这就是共享变量内存不可见的问题。

怎么补坑呢?今天的两位主角闪亮登场,不过在说明 volatile关键字之前,我们先来说说你最熟悉synchronized 关键字

synchronized

遇到线程不安全的问题,习惯性的会想到用 synchronized 关键字来解决问题,暂且先不论该办法是否合理,我们来看 synchronized 关键字是怎么解决上面提到的共享变量内存可见性问题的

【进入】synchronized 块的内存语义是把在 synchronized 块内使用的变量从线程的工作内存中清除,从主内存中读取

【退出】synchronized 块的内存语义事把在 synchronized 块内对共享变量的修改刷新到主内存中二话不说,无情向下看 volatile