synchronized和volatile的使用方法以及區別

先看看下面的例子：

public class ThreadTest {

    public static void main(String[] args) {
        final Counter counter = new Counter();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    counter.inc();
                }
            }).start();
        }
        System.out.println(counter);
    }

}

public class Counter {

    private volatile int count = 0;

    public void inc() {
        try {
            Thread.sleep(3);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        count++;
    }
       @Override
    public String toString() {
        return "[count=" + count + "]";
    }
}

上面的例子是使用了volatile關鍵字修飾一個count變量，運行程序，結果會是神馬？

結果不會是1000，或者說不等於1000.

下面是程序運行了3次的結果：

[count=971]

[count=968]

[count=972]

可以看出，程序運行的結果是不確定的，這說明了count++並不是原子級別的操作。

原因是聲明為volatile的變量若與自身相關，如以下的聲明方式：n=n+1,n++等，那么聲明為volatile的變量就不起作用，也就是說關鍵字volatile無效。

分析：

在 java 的內存模型中每一個線程運行時都有一個線程棧，線程棧保存了線程運行時候變量值信息。當線程訪問
某一個對象時候值的時候，首先通過對象的引用找到對應在堆內存的變量的值，然后把堆內存變量的具體值load到線
程本地內存中，建立一個變量副本，之后線程就不再和對象在堆內存變量值有任何關系，而是直接修改副本變量的值，
在修改完之后的某一個時刻（線程退出之前），自動把線程變量副本的值回寫到對象在堆中變量。這樣在堆中的對象
的值就產生變化了。
也就是說上面主函數中開啟了1000 個子線程，每個線程都有一個變量副本，每個線程修改變量只是臨時修改了
自己的副本，當線程結束時再將修改的值寫入在主內存中，這樣就出現了線程安全問題。因此結果就不可能等於1000
了，一般都會小於1000。

若想將count的操作變為原子級別，可以使用關鍵字synchronized，即可將類Counter修改為：

public class Counter {

    public static int count = 0;

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

    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            try {
                inc();// n=count+1改成了inc()
                Thread.sleep(3);// 為了使運行結果更隨即，延遲3毫秒
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "[count=" + count + "]";
    }
}

程序運行3次的結果：

[count=1000]

[count=1000]

[count=1000]

 

synchronized和volatile的區別：

一旦一個共享變量（類的成員變量、類的靜態成員變量）被volatile修飾之后，那么就具備了兩層語義：
1）保證了不同線程對這個變量進行操作時的可見性，即一個線程修改了某個變量的值，這新值對其他線程來說是
    立即可見的。
2）禁止進行指令重排序。
   volatile本質是在告訴jvm當前變量在寄存器（工作內存）中的值是不確定的，需要從主存中讀取；
   synchronized則是鎖定當前變量，只有當前線程可以訪問該變量，其他線程被阻塞住。

1.volatile僅能使用在變量級別；
   synchronized則可以使用在變量、方法、和類級別的

2.volatile僅能實現變量的修改可見性，並不能保證原子性；

   synchronized則可以保證變量的修改可見性和原子性

3.volatile不會造成線程的阻塞；
   synchronized可能會造成線程的阻塞。

4.volatile標記的變量不會被編譯器優化；
   synchronized標記的變量可以被編譯器優化