Atomic、volatile、synchronized、ThreadLocal优缺点比较

最新推荐文章于 2025-05-15 08:00:00 发布

wang123459

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1.Atomic
AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean、AtomicReference

CAS机制只实现单个变量原子操作

Synchronized从偏向锁到轻量级锁再到重量级锁的过度。
compare and swap：比较并替换
CAS机制使用了3个基本操作数，内存值V，旧的预期值A，要修改的新值B
Synchronized属于悲观锁，CAS属于乐观锁

public final int incrementAndGet(){
	for(;;){
	int current = get();
	int next = current + 1;
	if(compareAndSet(currnet,next)){
	    return next;
		}
	}
}
private volatile int value;
public final int get(){
	return value;
}

CAS缺点：
1.cpu开销较大
2.不能保证代码块的原子性
3.ABA问题：当一个值从A更新为B，又会更新为A。
解决方法：加版本号，引用这个类AtomicReference
CAS底层实现：调用了unsafe提供原子性操作方法（JNI）

2.volatile:轻量级的synchronized，高并发下保证变量的可见性。
可见性：在一个线程的工作内存中修改了该变量的值，该变量的值能立即回显到主内存中，从而保证所有线程看到这个变量的值是一致的。
非常受欢迎的单例模式写法

public class Singleton{
	private static volatile Singleton instance;
	private Singleton(){
	}
	
	public static Singleton getInstance(){
		if(instance==null){
		synchronized(Singleton.class){
			if(instance==null){
			instance = new Singleton();
				}
			}
		}
		return instance;
	}

}

缺点：volatile不具备操作的原子性，他不适合在对该变量的写操作依赖于变量本身自己。
可见性实现原理：happen-before原则

3.synchronized
synchronized叫同步锁，是Lock的一个简化版本。基于阻塞策略。
内部实现：重入锁ReentrantLock+一个Condition
4.ThreadLocal
提供线程内的局部变量。每个线程都自己管理自己的局部变量，互不影响。
使用ThreadLocal官方建议定义成 private static
注意：ThreadLocal在线程使用完毕后，要手动调用remove方法，移除他内部的值，防止内存泄露。
内部实现：ThreadLocal内部有一个静态类ThreadLocalMap，使用ThreadLocal的线程会与ThreadLocalMap绑定，维护这个Map对象。
缺点：内存泄露问题
对于ThreadLocal，一直涉及到内存泄露问题
当该线程不需要再操作某个ThreadLocal内的值时，应该手动的remove。

5.多线程锁