synchronized 与volatile区别

简要回答

1. volatile是一个类型修饰符（type specifier）；
2. volatile，它能够使变量在值发生改变时能尽快地让其他线程知道；
3. 关键字volatile是线程同步的轻量级实现，所以volatile性能肯定比synchronized要好，并且只能修改变量，而synchronized可以修饰方法，以及代码块；
4. 多线程访问volatile不会发生阻塞，而synchronized会出现阻塞；
5. volatile能保证数据的可见性，但不能保证原子性；而synchronized可以保证原子性，也可以间接保证可见性，因为它会将私有内存和公共内存中的数据做同步；
6. 关键字volatile解决的下变量在多线程之间的可见性；而synchronized解决的是多线程之间资源同步问题。

辅助理解

先看看下面的例子：

public class ThreadTest {

    public static void main(String[] args) {
        final Counter counter = new Counter();
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    counter.inc();
                }
            }).start();
        }
        System.out.println(counter);
    }

}

public class Counter {

    private volatile int count = 0;

    public void inc() {
        try {
            Thread.sleep(3);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        count++;
    }
       @Override
    public String toString() {
        return "[count=" + count + "]";
    }
}

上面的例子是使用了volatile关键字修饰一个count变量，运行程序，结果不会是1000，或者说不等于1000.

下面是程序运行了3次的结果：

[count=971]

[count=968]

[count=972]

可以看出，程序运行的结果是不确定的，这说明了count++并不是原子级别的操作。

原因是声明为volatile的变量若与自身相关，如以下的声明方式：n=n+1,n++等，那么声明为volatile的变量就不起作用，也就是说关键字volatile无效。

分析：

在 java 的内存模型中每一个线程运行时都有一个线程栈，线程栈保存了线程运行时候变量值信息。当线程访问某一个对象时候值的时候，首先通过对象的引用找到对应在堆内存的变量的值，然后把堆内存变量的具体值load到线程本地内存中，建立一个变量副本，之后线程就不再和对象在堆内存变量值有任何关系，而是直接修改副本变量的值，在修改完之后的某一个时刻（线程退出之前），自动把线程变量副本的值回写到对象在堆中变量。这样在堆中的对象的值就产生变化了。也就是说上面主函数中开启了1000 个子线程，每个线程都有一个变量副本，每个线程修改变量只是临时修改了自己的副本，当线程结束时再将修改的值写入在主内存中，这样就出现了线程安全问题。因此结果就不可能等于1000了，一般都会小于1000。

若想将count的操作变为原子级别，可以使用关键字synchronized，即可将类Counter修改为：

public class Counter {

    public static int count = 0;

    public synchronized void inc() {
        count++;
    }

    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            try {
                inc();// n=count+1改成了inc()
                Thread.sleep(3);// 为了使运行结果更随即，延迟3毫秒
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "[count=" + count + "]";
    }
}

程序运行3次的结果：

[count=1000]

[count=1000]

[count=1000]