這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)同步訪問共享的可變數(shù)據(jù)synchronized與volatile關(guān)鍵字怎么用,小編覺得挺實用的,因此分享給大家做個參考,希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。
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synchronized 關(guān)鍵字可以保證同一時刻,只有一個線程可以執(zhí)行某一個方法,或是某一個代碼塊。
它包含兩個特征:1、互斥 2、可見。即同步不僅可以阻止一個線程看到對象處于不一致的狀態(tài)中,還可以保證進(jìn)入同步方法或者同步代碼塊的每個線程,都看到由同一個鎖保護(hù)的之前所有的修改效果。
java語言規(guī)范保證讀或者寫一個變量時原子的,除非這個變量的類型為long或者double。
讀取一個非long或double類型的變量,可以保證返回的值是某個線程保存在該變量中的,即使多線程在沒有同步的情況下并發(fā)的修改這個變量也是如此。
雖然語言規(guī)范保證了線程在讀取原子數(shù)據(jù)的時候,不會看到任意的數(shù)值,但是它并不保證一個線程寫入的值對于另一個線程是可見的。為了在線程之間進(jìn)行可靠通信,也為了互斥訪問,同步是必要的。
Java代碼
public class StopThread { private static boolean stopRequested = false; public static synchronized boolean isStopRequested() { return stopRequested; } public static synchronized void setStopRequested(boolean stopRequested) { StopThread.stopRequested = stopRequested; } public static void main(String[] args) { try { new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { int i = 0; while (!isStopRequested()) { System.out.println(i++); } } }).start(); TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } setStopRequested(true); } }
上面的synchronized關(guān)鍵字是需要的,如果沒有同步的話,這個程序永遠(yuǎn)不會終止:因為不能保證后臺線程何時"看到"主線程對stopRequested的值所做的改變,后臺線程永遠(yuǎn)在循環(huán)。
注意:讀寫方法都要被同步,否則同步就不會起作用。
stopRequested即使沒有被同步也是原子的,這些同步方法是為了它的 通信效果 ,而不是為了互斥訪問。
volatile 變量可以被看作是一種 “程度較輕的 synchronized”;與 synchronized 塊相比,volatile 變量所需的編碼較少,并且運行時開銷也較少,但是它所能實現(xiàn)的功能也僅是 synchronized 的一部分。
鎖提供了兩種主要特性:互斥(mutual exclusion) 和可見性(visibility)。互斥即一次只允許一個線程持有某個特定的鎖,因此可使用該特性實現(xiàn)對共享數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)訪問協(xié)議,這樣,一次就只有一個線程能夠使用該共享數(shù)據(jù)??梢娦砸訌?fù)雜一些,它必須確保釋放鎖之前對共享數(shù)據(jù)做出的更改對于隨后獲得該鎖的另一個線程是可見的 —— 如果沒有同步機制提供的這種可見性保證,線程看到的共享變量可能是修改前的值或不一致的值,這將引發(fā)許多嚴(yán)重問題。
Volatile 變量具有 synchronized 的可見性特性,但是不具備原子特性。這就是說線程能夠自動發(fā)現(xiàn) volatile 變量的***值。Volatile 變量可用于提供線程安全,但是只能應(yīng)用于非常有限的一組用例:多個變量之間或者某個變量的當(dāng)前值與修改后值之間沒有約束。
Java代碼
public class StopThread2 { private static volatile boolean stopRequested = false; public static boolean isStopRequested() { return stopRequested; } public static void setStopRequested(boolean stopRequested) { StopThread2.stopRequested = stopRequested; } public static void main(String[] args) { try { new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { int i = 0; while (!isStopRequested()) { System.out.println(i++); } } }).start(); TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } setStopRequested(true); } }
單獨使用 volatile 還不足以實現(xiàn)計數(shù)器,問題在于操作符(++)不是原子的,例如
Java代碼
private static volatile int nextSerialNumber = 0; public static int generaterSerialNumber(){ return nextSerialNumber ++; }
它在nextSerialNumber域中執(zhí)行兩個操作:首先它讀取值,然后寫回一個新值,相當(dāng)于原來的值再加上1。如果第二個線程在***個線程讀取舊值和寫回新值期間讀取這個域,第二個線程就會與***個線程看到同一值,并返回相同的序列號,這個程序會計算出錯誤結(jié)果。
修正generaterSerialNumber的方法的一種方法是:在它的聲明中去掉volatile增加synchronized修飾符。這樣可以確保多個調(diào)用不會交叉存取,確保每個調(diào)用都會看到之前所有調(diào)用的效果。
***的修正方法是:使用類AtomicLong
Java代碼
private static final AtomicLong nextSerialNumber = new AtomicLong(); public static long generaterSerialNumber(){ return nextSerialNumber.getAndIncrement(); }
簡而言之,多個線程共享可變數(shù)據(jù)的時候,每個讀或?qū)憯?shù)據(jù)的線程都必須執(zhí)行同步。如果沒有同步,就無法保證一個線程所做的修改可以被另一個線程獲知。如果需要線程之間的交互通信,而不需要互斥,volatile修飾符就是一種可以接受的形式,但需要正確的使用。
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