synchronized和volatile

最新推荐文章于 2022-01-02 23:06:15 发布

不想当筛子

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分类专栏： Java高并发多线程文章标签： java java多线程

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/cwdysg/article/details/120623659

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本文探讨了在多核CPU环境下，synchronized和volatile如何确保Java多线程中的内存可见性和有序性。synchronized通过锁机制提供原子性、可见性和有序性，而volatile仅保证可见性和有序性，不保证原子性。MESI协议保证缓存一致性，但volatile在某些场景下仍可能出现线程安全问题。文章通过实例分析了两者的区别和应用场景，并强调了状态标记量和单例模式中volatile的重要性。

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前言：在早期，多核CPU使用锁总线的方式解决缓存同步问题，即一旦遇到lock指令便由仲裁器选择一个内核独占总线（cas做了锁了总线或缓存行还是volatile做了锁总线或缓存行? - 知乎），其他内核相当于被阻塞搁置，总线连接了各缓存、内存等硬件故锁总线效率很低，后来改用锁缓存（行）。

自从多核CPU出现后用MESI可严格保证缓存一致性，即CPU1中对共享变量修改后CPU2能立刻感知到，即可见性。但CPU受限于（需要等待）信号在核间的来回传输，因而出现了store buffer和invalid queue，但会导致重排序，即CPU1中两指令（准确说是代码）的顺序在CPU2的感知中是相反的，即有序性。用synchronized可同时保证原子性、可见性和有序性，其中原子性通过lock/unlock原子操作实现，后两者通过内存屏障实现（汇编代码中lock#指令与内存屏障的关系，volatile的底层是lock#指令还是内存屏障？ - 知乎），volatile没用锁故只可保证后两者，只能通过敦促store buffer和invalid queue立即生效的方式在一定程度上保证线程间的同步，反例如两线程对共享变量做i++仍会出错（

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