Volatile和Synchronized关键字

Volatile关键字



volatile是轻量级的synchronized，它在多处理器开发中保证了共享变量的“可见性”。可见性的意思是当一个线程修改一个共享变量时，另外一个线程能读到这个修改的值。如果volatile变量修饰符使用恰当的话，它比synchronized的使用和执行成本更低，因为它不会引起线程上下文的切换和调度。

Java语言规范第3版中对volatile的定义如下：Java编程语言允许线程访问共享变量，为了确保共享变量能被准确和一致地更新，线程应该确保通过排他锁单独获得这个变量。Java语言提供了volatile，在某些情况下比锁要更加方便。如果一个字段被声明成volatile，Java线程内存模型确保所有线程看到这个变量的值是一致的。

Volatile关键字是如何保证可见性的？

有volatile变量修饰的共享变量进行写操作，JVM就会向处理器发送一条Lock前缀的指令，而Lock前缀的指令在多核处理器下会引发了两件事情：

1. 将当前处理器缓存行的数据写回到系统内存。

2. 这个写回内存的操作会使在其他CPU里缓存了该内存地址的数据无效。

在多处理器下，为了保证各个处理器的缓存是一致的，就会实现缓存一致性协议，每个处理器通过嗅探在总线上传播的数据来检查自己缓存的值是不是过期了，当处理器发现自己缓存行对应的内存地址被修改，就会将当前处理器的缓存行设置成无效状态，当处理器对这个数据进行修改操作的时候，会重新从系统内存中把数据读到处理器缓存里。

总而言之，处理器是通过使用嗅探技术保证它的内部缓存、系统内存和其他处理器的缓存的数据在总线上保持一致。

Synchronized关键字



在多线程并发编程中synchronized一直是元老级角色，很多人都会称呼它为重量级锁。

利用synchronized实现同步的基础：Java中的每一个对象都可以作为锁。具体表现为以下3种形式：

对于普通同步方法，锁是当前实例对象。

对于静态同步方法，锁是当前类的Class对象。

对于同步方法块，锁是Synchonized括号里配置的对象。
当一个线程试图访问同步代码块时，它首先必须得到锁，退出或抛出异常时必须释放锁。