面试题：请解释Java中的volatile关键字的作用，并说明它与synchronized关键字的区别。

volatile关键字的作用

volatile关键字用于确保变量的可见性。当一个变量被声明为volatile时，JVM会保证该变量的修改对所有线程立即可见。具体来说，volatile关键字有以下作用：

1. 可见性：当一个线程修改了volatile变量的值，新值会立即被写入主内存，而其他线程在读取该变量时会从主内存中读取最新值，而不是从自己的工作内存中读取。
2. 禁止指令重排序：volatile关键字可以防止编译器和处理器对volatile变量的读写操作进行指令重排序。

volatile与synchronized的区别

volatile和synchronized关键字都可以用于实现线程安全，但它们的作用和使用场景有所不同：

1. 作用范围：
   • volatile关键字只能用于变量级别，确保变量的可见性和禁止指令重排序。
   • synchronized关键字可以用于方法级别或代码块级别，提供更广泛的同步控制，包括互斥访问和可见性。
2. 互斥性：
   • volatile关键字不能提供互斥访问，即多个线程同时读写volatile变量时仍然可能发生数据不一致问题。
   • synchronized关键字可以提供互斥访问，确保同一时间只有一个线程可以进入同步代码块或方法。
3. 性能：
   • volatile关键字的性能通常比synchronized关键字好，因为它不会导致线程阻塞。
   • synchronized关键字的性能相对较差，因为它会导致线程阻塞和上下文切换。
4. 使用场景：
   • volatile关键字适用于读多写少的场景，例如标志位或状态变量。
   • synchronized关键字适用于需要互斥访问的场景，例如对共享资源的修改。

示例

以下是一个简单的示例，展示了如何使用volatile关键字和synchronized关键字：

public class VolatileVsSynchronizedExample {
    private volatile boolean flag = false;
 
    public void setFlag(boolean flag) {
        this.flag  = flag;
    }
 
    public boolean getFlag() {
        return flag;
    }
 
    public synchronized void incrementCounter() {
        // 同步代码块 
    }
}

在这个示例中，flag变量被声明为volatile，确保所有线程都能看到最新的值。incrementCounter方法被声明为synchronized，确保同一时间只有一个线程可以执行该方法。

总结

volatile关键字适用于读多写少的场景，提供可见性和禁止指令重排序。synchronized关键字适用于需要互斥访问的场景，提供更广泛的同步控制。根据具体需求选择合适的同步机制。