Java多线程——synchronized、volatile 保障可见性

简介: Java多线程中,`synchronized` 和 `volatile` 关键字用于保障可见性。`synchronized` 保证原子性、可见性和有序性,通过锁机制确保线程安全;`volatile` 仅保证可见性和有序性,不保证原子性。代码示例展示了如何使用 `synchronized` 和 `volatile` 解决主线程无法感知子线程修改共享变量的问题。总结:`volatile` 确保不同线程对共享变量操作的可见性,使一个线程修改后,其他线程能立即看到最新值。

引出

Java多线程——synchronized、volatile 保障可见性


synchronized、volatile 保障可见性

  • 原子性:在一次或者多次操作时,要么所有操作都被执行,要么所有操作都不执行。
  • 可见性:当一个线程对共享变量进行修改后,另外一个线程可以立即看到该变量修改后的最新值。
  • 有序性:程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。

synchronized关键字和Lock相关的工具类可以保证原子性、可见性和有序性,volatile关键字可以保证可见性和有序性,不能保证原子性。

可见性:synchronize、volatile

原子性:synchronize

volatile保证数据的可见性,但是不保证原子性(多线程进行写操作,不保证线程安全);而synchronized是一种排他(互斥)的机制。

主线程无法感知t1线程修改了flag值:

java

代码解读

复制代码

private static Boolean flag = false;
public static void main(String[] args) throws Exception {
    Thread t1 = new Thread(()->{
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        flag = true;
    });
    t1.start();
    while (true) {
        if (flag) {
            System.out.println("线程修改了flag");
            break;
        }
    }
}

解决1:synchronized。 程序执行synchronized后,会清空工作内存副本数据,之后就从新从主内存获取数据

kotlin

代码解读

复制代码

while (true) {
    synchronized (flag) { 
        if (flag) {
            System.out.println("线程修改了flag");
            break;
        }
    }
}

某一个线程进入synchronized代码块前后,执行过程入如下:

线程获得锁

清空工作内存

从主内存拷贝共享变量最新的值到工作内存成为副本

执行代码

将修改后的副本的值刷新回主内存中

线程释放锁

解决2:volatile 也可以保证多线程之间访问共享变量时的可见性。

java

代码解读

复制代码

public class App10 {
    private static volatile Boolean flag = false;
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            try {
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            flag = true;
        });
        t1.start();
        while (true) {
            if (flag) {
                System.out.println("线程修改了flag");
                break;
            }
        }
    }
}

子线程t从主内存读取到数据放入其对应的工作内存

将flag的值更改为true,但是这个时候flag的值还没有写会主内存

此时main方法main方法读取到了flag的值为false

当子线程t将flag的值写回去后,失效其他线程对此变量副本

再次对flag进行操作的时候线程会从主内存读取最新的值,放入到工作内存中

总结: volatile保证不同线程对共享变量操作的可见性,也就是说一个线程修改了volatile修饰的变量,当修改写回主内存时,另外一个线程立即看到最新的值。


转载来源:https://juejin.cn/post/7414730597828755471

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