在java中synchronized和volatile的区别是什么

在Java中，synchronized关键字用于确保多线程环境下的同步，它保证同一时刻只有一个线程可以执行某个代码块或方法。而volatile关键字则用于声明一个变量，确保所有线程看到该变量的最新值，防止指令重排，但不具备原子性操作的能力。

Java中的synchronized和volatile是两种用于处理多线程环境下数据一致性和可见性的关键字，它们各自有着不同的用途和工作原理，下面我们将深入探讨这两者的区别。

synchronized关键字

synchronized关键字可以确保多个线程在访问同一资源时的互斥性，即当一个线程正在执行某个对象的同步代码块时，其他线程不能执行该对象中任何其他的同步代码块。

1、互斥锁：

synchronized关键字可以修饰方法或者以代码块的形式存在，当它修饰方法或者代码块时，它所修饰的这部分代码称为"临界区"，任一时刻，只允许一个线程进入临界区，其他尝试进入此区域的线程将被阻塞，直到当前线程退出该区域。

2、内存可见性：

当一个线程释放了对象的锁（也就是退出了synchronized同步块或调用了wait()方法），它会使得其他等待获取该锁的线程能够看到之前线程对共享变量所做的修改。

3、缺点：

synchronized可能导致性能问题，因为它强制要求线程顺序访问资源，这可能会导致线程阻塞和上下文切换，从而降低系统性能。

volatile关键字

volatile关键字是一种轻量级的同步机制，主要用于保证变量的可见性和有序性。

1、可见性：

volatile保证了变量的修改对所有线程立即可见，这是通过确保变量的每次读取都从主内存中进行，而不是从线程的工作内存中读取来实现的。

2、禁止指令重排序：

volatile防止了编译器的指令重排序优化，即确保了写入volatile变量之前的操作不会被编译器移动到写入操作之后执行。

3、不保证原子性：

虽然volatile能确保单个共享变量的读写操作是原子性的，但它不能保证复合操作的原子性，也就是说它不适合用于计数器等需要原子更新的场合。

区别总结

互斥性：synchronized提供了互斥性，而volatile则没有。

可见性：两者都能提供可见性保证，但是synchronized比volatile提供的可见性范围更广。

原子性：synchronized可以保证复合操作的原子性，volatile只能保证单个读/写操作的原子性。

性能：volatile相较于synchronized来说，性能开销较小，因为它不会导致线程阻塞。

相关问题与解答

Q1: volatile能否替代synchronized？

A1: 在某些情况下可以，如果只是需要保证变量的可见性，那么volatile是一个不错的选择，但如果需要保证复合操作的原子性或者需要互斥访问共享资源，则必须使用synchronized。

Q2: synchronized会不会导致死锁？

A2: 是的，不当使用synchronized可能导致死锁，特别是当多个线程以不同的顺序请求相同的资源时，编写多线程代码时应当谨慎以避免死锁情况的发生。

Q3: volatile能否保证普通变量的原子性？

A3: 不能，volatile只能保证单个读/写操作的原子性，对于增加计数值这样的复合操作无法保证原子性。

Q4: volatile是否会影响编译器优化？

A4: 是的，volatile会限制编译器进行某些优化，特别是关于指令重排序的优化，以保证程序的正确执行。