synchronized的用法

Posted 2021-12-11 lingshang

synchronized和volatile关键字的用法和区别

1. synchronized关键字

1. 介绍

synchronized关键字是java提供的锁机制, 主要解决线程同步的问题, 那么它可以修饰方法和同步代码块, 锁使用的范围一般情况是越小越好

2. 原理

synchronized是通过对象内部的一个叫做监视器锁(monitor)来实现的. 但是监视器锁本质又是依赖于底层的操作系统的互斥锁(Mutex Lock)来是实现的. 而操作系统实现线程之间的切换这就需要从用户态转换到核心态, 这个成本非常高, 状态之间的转换需要相对比较长的时间, 这就是为什么synchronized效率低的原因. 这种依赖于操作系统互斥锁锁是吸纳的锁, 我们称之为重量级锁

3. synchronized的两种用法

public class ATest {

    // 作用在方法上的synchronized关键字
    public synchronized void method1() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(i);
        }
    }
    // 作用在代码块的synchronized关键字
    public void method2() {
        synchronized (this) {
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                System.out.println(i);
            }
        }
    }
}

4. 单例模式

public class Singleton {

??private static Singleton instance = null;

??private Singleton() { }

??public static Singleton getInstance() {

?????if(instance == null) {

????????synchronzied(Singleton.class) {

???????????if(instance == null) {

???????????????instance = new Singleton();??//非原子操作

???????????}

????????}

?????}

?????return instance;

???}

}

2. volatile关键字

参考: https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html

正确使用 volatile 变量的条件

您只能在有限的一些情形下使用 volatile 变量替代锁。要使 volatile 变量提供理想的线程安全，必须同时满足下面两个条件：

• 对变量的写操作不依赖于当前值。
• 该变量没有包含在具有其他变量的不变式中。

实际上，这些条件表明，可以被写入 volatile 变量的这些有效值独立于任何程序的状态，包括变量的当前状态。

第一个条件的限制使 volatile 变量不能用作线程安全计数器。虽然增量操作（x++）看上去类似一个单独操作，实际上它是一个由读取－修改－写入操作序列组成的组合操作，必须以原子方式执行，而 volatile 不能提供必须的原子特性。实现正确的操作需要使 x 的值在操作期间保持不变，而 volatile 变量无法实现这点。（然而，如果将值调整为只从单个线程写入，那么可以忽略第一个条件。）

3. synchronized和volatile的区别

一旦一个共享变量（类的成员变量、类的静态成员变量）被volatile修饰之后，那么就具备了两层语义：
1）保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性，即一个线程修改了某个变量的值，这新值对其他线程来说是
立即可见的。
2）禁止进行指令重排序。
volatile本质是在告诉jvm当前变量在寄存器（工作内存）中的值是不确定的，需要从主存中读取；
synchronized则是锁定当前变量，只有当前线程可以访问该变量，其他线程被阻塞住。

1.volatile仅能使用在变量级别；
synchronized则可以使用在变量、方法、和类级别的

2.volatile仅能实现变量的修改可见性，并不能保证原子性；

synchronized则可以保证变量的修改可见性和原子性

3.volatile不会造成线程的阻塞；
synchronized可能会造成线程的阻塞。

4.volatile标记的变量不会被编译器优化；
synchronized标记的变量可以被编译器优化