理解 Java中的synchronized关键字、synchronized 与 volatile 区别指标:理解syn

指标:理解synchronized的含义、明确synchronized关键字修饰普通方法、静态方法和代码块时锁对象的差异.

有如下一个类A

   class A{
        public synchronized  void a(){}
        public synchronized  void b(){}
    }

两个对象

A a1 = new A();
A a2 = new A();

Thread1         Thread2
a1.a();         a2.a();

请问二者能否构成线程同步?

如果A的定义是这样的呢?

    class A{
        public static synchronized  void a(){}
        public static synchronized  void b(){}
    }

synchronized 修饰对象为以下3种:

修饰普通方法,一个对象中加锁的方法只允许是一个线程访问的.这种情况锁的是访问该方法的实例对象,如果是多个线程不同的对象访问该方法,则无法保证同步.
修饰静态方法,静态方法是类方法,所以这种情况下锁的是包含这个方法的类,也就是类对象,这种情况下,多个线程的不同对象也是可以保证同步的
修饰代码块,如果是synchronized (obj),这个同步效果等同于修饰普通方法, 如果是synchronized (obj.class)同步效果等同于修饰静态方法.

问题1:不能同步问题2:能同步

多线程三要素

原子性 (指的是一个或多个不能再被分割的操作,某系列的操作步骤要么全部执行，要么都不执行)
可见性 (一个线程对主内存的修改可以及时的被其他线程观察到。)
有序性 (防止指令重排)

区别

volatile 具有可见性和有序性

synchronized 具有原子性、有序性和可见性

其他区别:

volatile 对于i++ 就会出现失效,因为不具有原子性
volatile是变量修饰符，仅能用于变量，而synchronized是一个方法或块的修饰符。
volatile不会造成线程的阻塞；synchronized可能会造成线程的阻塞

内存模型定义的8种操作

lock(锁定)：作用于主内存，它把一个变量标记为一条线程独占状态；

unlock(解锁)：作用于主内存，它将一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才能够被其他线程锁定；

read(读取)：作用于主内存，它把变量值从主内存传送到线程的工作内存中，以便随后的load动作使用；

load(载入)：作用于工作内存，它把read操作的值放入工作内存中的变量副本中；

use(使用)：作用于工作内存，它把工作内存中的值传递给执行引擎，每当虚拟机遇到一个需要使用这个变量的指令时候，将会执行这个动作；

assign(赋值)：作用于工作内存，它把从执行引擎获取的值赋值给工作内存中的变量，每当虚拟机遇到一个给变量赋值的指令时候，执行该操作；

store(存储)：作用于工作内存，它把工作内存中的一个变量传送给主内存中，以备随后的write操作使用；

write(写入)：作用于主内存，它把store传送值放到主内存中的变量中。

进阶知识

volatile 是如何实现可见性？

Java代码：
instance = new Singleton();  //instance是volatile变量

汇编代码：
0x01a3de1d: movb $0x0,0x1104800(%esi);
0x01a3de24: lock  addl $0x0,(%esp);

有volatile变量修饰的共享变量进行写操作的时候会多第二行汇编代码，通过查IA-32架构软件开发者手册可知，lock前缀的指令在多核处理器下会引发了两件事情。

将当前处理器缓存行的数据会写回到系统内存。

这个写回内存的操作会引起在其他CPU里缓存了该内存地址的数据无效。

JMM内存模型原理参考

volatile 是如何实现有序性？

编译器在生成字节码时，会在指令序列中插入内存屏障来禁止特定类型的处理器重排序。

在每个volatile写操作前插入StoreStore屏障

在每个volatile写操作后插入StoreLoad屏障

在每个volatile读操作前插入LoadLoad屏障

在每个volatile读操作后插入LoadStore屏障

synchronized 是如何实现可见性？

线程解锁前，必须把共享变量的最新值刷新到主内存中
线程加锁时，将清空工作内存中共享变量的值，从而使用共享变量时需要从主内存中重新获取最新的值

synchronized 是如何实现有序性？

Java虚拟机会在 MonitorEnter（它包含了读操作）对应的机器码指令之后临界区开始之前的地方插入一个获取屏障，并在临界区结束之后 MonitorExit （它包含了写操作）对应的机器码指令之前的地方插入一个释放屏障

由于获取屏障禁止了临界区中的任何读、写操作被重排序到临界区之前的可能性。而释放屏障又禁止了临界区中的任何读、写操作被重排序到临界区之后的可能性。因此临界区内的任何读、写操作都无法被重排序到临界区之外。从而保证了有序性

synchronized 是如何实现原子性？

因为锁的原因，锁定的区域为 临界区 ，一旦一个线程要访问这个临界区首先就要对这个临界区加锁，当然临界区只允许存在一把锁，如果有人已经在临界区上加了锁时，其他线程就无法对临界区再次加锁，当线程走出临界区时就需要对齐进行解锁。锁是通过互斥保障原子性的，保证了``临界区代码一次只能够被一个线程执行`

理解 Java中的synchronized关键字 、synchronized 与 volatile 区别

指标:理解synchronized的含义、明确synchronized关键字修饰普通方法、 静态方法和代码块时锁对象的差异.