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volatile和synchronized关键字详解

程序员文章站 2024-01-24 14:51:52
目录volatileSynchronized总结volatile使用场景:类变量和实例变量。作用:简单点说,如果一个字段被声明成volatile,那么Java内存模型会确保所有线程看到这个变量的值是一致的。另外,他还能禁止指令重排。那么,volatile是如何来保证可见性的呢?通过查阅资料了解得知:被volatile修饰的变量,在对其进行写操作时,编译成的汇编代码会增加如下一行指令lock addl $0×0,(%esp);这句指令执行在多核处理器会导致:将当前...

目录

volatile

Synchronized

总结


volatile

使用场景:类变量和实例变量。

作用:简单点说,如果一个字段被声明成volatile,那么Java内存模型会确保所有线程看到这个变量的一致的。另外,他还能禁止指令重排

那么,volatile是如何来保证可见性的呢?

通过查阅资料了解得知:被volatile修饰的变量,在对其进行写操作时,编译成的汇编代码会增加如下一行指令

lock addl $0×0,(%esp);

这句指令执行在多核处理器会导致:

  1. 将当前处理器缓存行的数据写回系统内存;
  2. 这个写回的操作会导致其他CPU里缓存了该内存地址的数据无效。

那么为什么会导致其他cpu缓存失效呢?

因为多处理器下,cpu为了保证缓存一致性,实现了缓存一致性协议。每个处理器都会嗅探总线上的数据来检查自己缓存的数据是否过期,主要检查缓存行对应的内存地址是否修改。如果有修改,就会设置无效,在下一次使用的时候重新从内存中读取数据。

Synchronized

使用场景:方法或代码块。

作用:多线程下控制并发。

首先,我们要知道,Java中的每一个对象都可以作为锁。具体有三种:

  1. 对于普通方法,锁当前实例对象;
  2. 对于静态同步方法,锁的是当前class对象;
  3. 对于锁代码块,锁的是括号里你写的对象。

在Hotspot虚拟机中,对象在堆中存储布局可以分为:对象头、实例数据和对齐填充。synchronized锁就是存储在对象头中的。获取对象锁的过程,其实是获取monitor对象的所有权的过程。monitor对象是放在对象头中的一个对象。
对象头中包含两类数据:
          ①、第一类是自身运行时数据,如哈希码(hashcode)、GC分代年龄锁状态标志线程持有的锁偏向线程ID等,这部分数据官方称它为“Mark Word”。
          ②、第二类是类型指针,即对象指向它的类型元数据的指针,虚拟机通过它来确定对象是哪个类型的实例

JVM基于进入和退出Monitor对象来实现方法同步和代码块同步,代码块同步使用monitorenter 和monitorexit指令实现,同步代码块在编译后,会将monitorenter指令插入到代码块开始的地方,将monitorexit指令插入到结束的地方。monitorenter指令和monitorexit指令相互配对存在,并且与monitor​​​​​​​关联。线程执行到monitorenter,则会尝试获取对象的锁,也就是monitor对象。方法同步目前还没有查阅到具体实现方式。

总结

volatile实现了可见性,synchronized实现了可见性和同步性。 

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