Java多线程同步深入解析：synchronized与volatile

"Java多线程与同步技术的深度解析" 在Java编程中，多线程是并发处理的重要手段，可以提升程序的执行效率。然而，多线程环境下常常会出现数据竞争的问题，这时就需要引入线程同步机制来保证数据的安全性。本资料详细讲解了Java中的两种主要同步手段：`synchronized`关键字和`volatile`关键字。 1. **synchronized 关键字** - **作用**: `synchronized`关键字用于控制多线程对共享资源的访问，确保同一时间只有一个线程能执行特定的代码块或方法。 - **工作原理**: - 每个对象都有一个内置锁（也称为监视器锁），当一个线程进入`synchronized`代码块或方法时，它会获取该对象的锁，其他试图进入的线程会被阻塞，直到当前线程完成执行并释放锁。 - 对于非静态方法，锁是对象实例；对于静态方法，锁是类的Class对象。 - 锁的释放发生在`synchronized`代码块或方法执行结束时，或者遇到`return`、`throw`或`finally`块时。 - **示例**: ```java public synchronized void sale() { if (tickets > 0) { try { Thread.sleep(1); } catch (Exception e) {} System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is selling ticket --- " + tickets--); } } ``` - **监视器的概念**: - 监视器可以理解为一个标识位，当为1时，表示线程可以进入`synchronized`代码块，为0则表示其他线程需要等待。 2. **volatile 关键字** - **作用**: `volatile`关键字保证了变量在多线程环境下的可见性，但不保证原子性。这意味着当一个线程修改了`volatile`变量的值，其他线程可以立即看到这个变化，而无需进行额外的同步操作。 - **使用场景**: - 当多个线程访问的变量不需要修改，但需要保证所有线程能看到最新的值时，可以使用`volatile`。 - 它不能替代`synchronized`，因为`volatile`不能防止多个线程同时修改变量，可能导致数据不一致。 3. **对比与选择** - `synchronized`提供了更强大的同步能力，它可以保证代码块或方法的原子性和可见性，但可能会导致性能开销。 - `volatile`轻量级且快速，适用于对性能敏感且只需要保证变量可见性的场景。 - 根据具体的需求和性能考虑，开发者需要合理选择使用`synchronized`还是`volatile`，或者结合两者以达到最佳效果。 通过理解和熟练掌握这些概念，开发者能够编写出更加健壮和高效的多线程Java程序，避免数据竞争问题，保证程序的正确性。在实际开发中，合理运用线程同步机制是提升软件质量的关键。