作者： 一字馬胡
轉(zhuǎn)載標(biāo)志 【2017-11-03】
更新日志
| 日期 | 更新內(nèi)容 | 備注 |
|---|---|---|
| 2017-11-03 | 添加轉(zhuǎn)載標(biāo)志 | 持續(xù)更新 |
在進(jìn)行java并發(fā)編程時骡楼，volatile和synchronized的使用是相當(dāng)廣泛的邮弹，為了安全的進(jìn)行并發(fā)編程凑队，學(xué)習(xí)和使用volatile和synchronized也是相當(dāng)有必要的谤辜。
一厉亏、volatile
在java語言中，使用多個線程來訪問共享變量是一種常見的并發(fā)場景榔袋，這就使得多個線程可能同時修改共享變量，那么限制多個線程排他的訪問共享變量就變得非常有必要了铡俐。java提供了多種方式來達(dá)到限制多線程排他的訪問共享變量的方法凰兑，但是代價也是不同的。使用volatile是一種非常輕量級的方式审丘。如果一個變量被聲明為volatile吏够，那么jvm將保證所有線程看到的都是同一個共享變量。為什么不同線程看到的變量可能不一樣呢滩报？因為為了提高處理速度锅知，cpu不直接和內(nèi)存交互，而是首先將內(nèi)存讀取到內(nèi)部緩存（L1,L2等）中脓钾，然后cpu就直接和內(nèi)部緩存通信來提高處理速度售睹。對于具有多個cpu的機(jī)器來說，不同的線程可能都在訪問某個共享變量可训，而不同的線程運(yùn)行在不同的cpu里面昌妹，所以同一個變量可能被緩存在多個cpu內(nèi)部緩存里面，如果沒有volatile來保證共享變量對于多線程是一致的話握截，就可能發(fā)生多個線程訪問到的共享變量具備不同的值飞崖，因為我們不知道cpu會在什么時候?qū)⒕彺娴闹祵懟氐絻?nèi)存中去。
在實現(xiàn)上谨胞，如果對被volatile修飾的共享變量執(zhí)行寫操作的話固歪，JVM就會向cpu發(fā)送一條Lock前綴的指令，cpu將會這個變量所在的緩存行（緩存中可以分配的最小緩存單位）寫回到內(nèi)存中去胯努。但是在多處理器的情況下牢裳，將某個cpu上的緩存行寫回到系統(tǒng)內(nèi)存之后术瓮，其他cpu上該變量的緩存還是舊的，這樣再進(jìn)行后面的操作的時候就會出現(xiàn)問題贰健，所以為了使得所有線程看到的內(nèi)容都是一致的胞四，就需要實現(xiàn)緩存一致性協(xié)議，cpu將會通過監(jiān)控總線上傳遞過來的數(shù)據(jù)來判斷自己的緩存是否過期伶椿，如果過期辜伟，就需要使得緩存失效，如果cpu再來訪問該緩存的時候脊另，就會發(fā)現(xiàn)緩存失效了导狡，這時候就會重新從內(nèi)存加載緩存。
總結(jié)一下偎痛，volatile的實現(xiàn)原則有兩條：
1旱捧、JVM的Lock前綴的指令將使得cpu緩存寫回到系統(tǒng)內(nèi)存中去
2、為了保證緩存一致性原則踩麦，在多cpu的情景下枚赡，一個cpu的緩存回寫內(nèi)存會導(dǎo)致其他的
cpu上的緩存都失效，再次訪問會重新從系統(tǒng)內(nèi)存加載新的緩存內(nèi)容谓谦。
二贫橙、synchronized
相對于volatile，synchronized就顯得比較重量級了反粥。
首先卢肃，我們應(yīng)該知道，在java中才顿，所有的對象都可以作為鎖莫湘。可以分為下面三種情況：
1郑气、普通方法同步幅垮，鎖是當(dāng)前對象
2、靜態(tài)方法同步竣贪，鎖是當(dāng)前類的Class對象
3军洼、普通塊同步，鎖是synchronize里面配置的對象
當(dāng)一個線程試圖訪問同步代碼時演怎，必須要先獲得鎖匕争，退出或者拋出異常時必須要釋放鎖。
JVM基于進(jìn)入和退出Monitor對象來實現(xiàn)方法同步和代碼塊同步爷耀，可以使用monitorenter和monitorexit指令實現(xiàn)甘桑。monitorenter指令是在編譯后插入到同步代碼塊的開始位置，而monitorexit指令則插入到方法結(jié)束和異常處，JVM保證每個monitorenter都有一個monitorexit閾值相對應(yīng)跑杭。線程執(zhí)行到monitorenter的時候铆帽，會嘗試獲得對象所對應(yīng)的monitor的鎖，然后才能獲得訪問權(quán)限德谅，synchronize使用的鎖保存在Java對象頭中爹橱。
