Java多线程关键字volatile与synchronized详解

资源摘要信息:"Java多线程中的关键字 synchronized 与 volatile 的使用和区别" Java是一种支持多线程编程的语言，提供了多种机制来实现线程间的同步和通信。在Java多线程编程中，关键字`synchronized`和`volatile`扮演着非常重要的角色，它们用于保证线程安全，但各自有不同的用途和特性。 1. 关键字`synchronized`的用途与特性： `synchronized`是Java提供的一个内置的同步关键字，它用于控制方法或代码块在多线程环境下的访问权限。当一个方法或代码块被`synchronized`关键字修饰时，它就成为了一个同步锁，确保一次只有一个线程可以执行这个方法或代码块。 - `synchronized`可以被应用于实例方法、静态方法和代码块。 - 当`synchronized`修饰一个非静态方法时，它锁定的是该类的实例对象。这意味着，同一时刻，一个实例对象只能被一个线程调用其`synchronized`方法。 - 当`synchronized`修饰一个静态方法时，它锁定的是该类的Class对象。此时，整个类被锁定，同一时刻只能有一个线程访问其静态的`synchronized`方法。 - `synchronized`还可以用于代码块，通过指定一个对象作为锁对象，可以精细控制锁定的范围，从而减少锁的粒度，提高效率。 `synchronized`通过锁定和解锁机制来保证线程安全。它不仅可以保证多线程环境下数据的一致性，还可以保证方法或代码块执行的原子性。 2. 关键字`volatile`的用途与特性： `volatile`是Java提供的另一个关键字，用于保证变量的可见性。当一个变量被声明为`volatile`后，JVM和编译器在处理这个变量时会做出特殊处理，确保每个线程读取该变量时，都会从主内存中读取最新的值，而不是使用线程自己的工作内存中的值。 - `volatile`仅能用于修饰变量，不能用于方法或类。 - `volatile`保证了变量读写的“可见性”，但不能保证操作的“原子性”。这意味着在使用`volatile`时，每次对变量的写操作都是原子的，但复合操作（如自增操作i++）则不是原子的，因此在高并发的情况下，使用`volatile`不足以保证线程安全。 - `volatile`通常用于标记那些对读写频率较高且不依赖旧值的变量，它适用于状态标志变量，或者不需要复杂操作的单个变量。 3. `volatile`与`synchronized`的区别： - 使用范围不同：`volatile`仅能用于变量级别，而`synchronized`可以用于变量、方法、和类级别。 - 功能不同：`volatile`主要用于保证变量的可见性，而`synchronized`则能保证变量的可见性和原子性。 - 性能影响不同：由于`synchronized`涉及到锁机制，它会带来较大的性能开销，特别是在高并发场景下，锁的争用会导致性能下降。而`volatile`由于其实现较为轻量级，使用成本较低，但其提供的线程安全保证较为有限。 总之，在Java多线程编程中，了解和正确使用`synchronized`和`volatile`是非常重要的。开发者需要根据具体场景选择适当的同步机制，以实现线程安全的同时，尽可能地提高程序的性能和效率。