在线程通信中使用volatile与synchronized

2023 年 12 月 13 日

112 次浏览

2279字数

在Java语言中，volatile和 synchronized是两种主要用于线程通信和同步的机制。这两种机制都是用来确保线程之间共享数据的一致性和线程安全，但它们的工作方式和用途有所不同。

volatile 是一个变量修饰符。当一个字段被声明为 volatile后，编译器与运行时会注意到这个变量是共享的，并且不会将该变量的操作与其他内存操作重排序。这就意味着对这个变量的读写会直接作用于主内存，而不是线程的本地内存缓存。因此，当一个线程更新了一个volatile变量时，其他线程可以立即看到这个新值。

下面是一个 volatile变量的例子：

public class SharedObject {
    volatile int sharedCounter;
}

然而，volatile并不能执行复合操作的原子性保证。例如，++操作（递增操作）实际上是三个独立的操作：读取变量值，增加变量值，写入新的值。如果两个线程同时执行递增，即使变量是volatile的，也可能导致丢失更新。

volatile适用于那些仅实现变量的可见性，而不需要关联操作原子性的场合。

相比之下，synchronized关键字可以实现更强大的线程同步。它可以用来修饰方法或代码块，当线程进入 synchronized方法或代码块时，它会自动获得锁，退出时释放锁。synchronized不仅可以确保变量操作的可见性，还可以确保原子性。

以下是一个使用 synchronized的例子：

public class Counter {
    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }
}

在上述代码中，increment和 getCount方法都是同步的。这意味着当一个线程调用 increment时，其他线程必须等待，直到 increment方法完成后才能调用 increment或 getCount。

那么，在实际编程中应该何时选择使用 volatile而不是 synchronized呢？如果你仅需要确保一个变量的读写操作的可见性，并且不涉及复合操作，那么 volatile是一个好选择，因为其操作开销小于 synchronized。但如果你要执行一系列复合操作并需要这些操作具有原子性，那么你应该使用 synchronized。

一般来说，在并发编程中，能不用锁就不用锁，所以对于简单的操作可以优先选择 volatile；而对于包括一系列步骤的复杂操作，需要保证操作原子性时，则必须使用 synchronized。

还有一点需要注意的是，synchronized除了用来同步方法和代码块外，还可以用来同步类，例如静态同步方法。

在选择使用 volatile还是 synchronized时，你需要根据你的具体需求来做决定。每种机制都有其自己的优势和限制，选择正确的工具能够帮助你构建出更高效、更安全的并发程序。