Synchronized与volatile的区别

synchronized和volatile是Java中用于处理多线程并发问题的两种机制，它们有以下主要区别：

1. 作用范围

• synchronized：

  • 可以用来修饰方法或者代码块。
  • 当修饰方法时，锁的是当前实例对象（对于非静态方法）或类对象（对于静态方法）。
  • 当修饰代码块时，可以指定锁的对象。

• volatile：

  • 只能用来修饰变量。
  • 它确保了变量的可见性，即一个线程对变量的修改会立即反映到主内存中，其他线程读取时会看到最新的值。

2. 原子性

• synchronized：

  • 提供了原子性操作，即同一时间只有一个线程可以执行被synchronized保护的代码段。
  • 可以保证复合操作的原子性，例如自增操作（i++）。

• volatile：

  • 不保证原子性。例如，volatile int count = 0;，两个线程同时执行count++操作，仍然可能出现数据不一致的情况。

3. 内存可见性

• synchronized：

  • 在进入和退出同步块时，会强制刷新线程的工作内存到主内存，并从主内存加载最新的数据到工作内存。
  • 因此，它保证了内存的可见性。

• volatile：

  • 也保证了内存的可见性，因为每次读取volatile变量时都会从主内存中获取最新值，每次写入时都会立即刷新到主内存。

4. 性能

• synchronized：

  • 由于涉及到线程的阻塞和唤醒，以及上下文切换，性能相对较低。
  • 在竞争激烈的情况下，可能会导致线程频繁地进入等待状态，影响系统吞吐量。

• volatile：

  • 性能较好，因为它不会引起线程阻塞和上下文切换。
  • 但是，它不能替代synchronized的所有功能，特别是在需要保证原子性的场景下。

5. 使用场景

• synchronized：

  • 适用于需要保证操作原子性和内存可见性的场景。
  • 例如，对共享资源的读写操作、单例模式的实现等。

• volatile：

  • 适用于只需要保证内存可见性而不需要保证原子性的场景。
  • 例如，标志位（如停止线程的标志）、简单的计数器等。

示例代码

synchronized示例

public class Counter {
    private int count = 0;

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

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

volatile示例

public class VolatileCounter {
    private volatile int count = 0;

    public void increment() {
        count++; // 注意：这不是原子操作
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

总结

• synchronized提供了更强的同步保证，包括原子性和内存可见性，但性能开销较大。
• volatile提供了较弱的内存可见性保证，但不保证原子性，性能开销较小。

在实际应用中，应根据具体需求选择合适的同步机制。