Java多線程之記憶體可見性和原子性：Synchronized和Volatile的比較
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在說明Java多線程記憶體可見性之前，先來簡單了解一下Java記憶體模型。
（1）Java所有變量都存儲在主記憶體中
（2）每個線程都有自己獨立的工作記憶體，裡面儲存該線程的使用到的變量副本（該副本就是主記憶體中該變量的一份拷貝）
（1）線程對共享變量的所有操作都必須在自己的工作記憶體中進行，不能直接在主記憶體中讀寫
（2）不同線程之間無法直接通路其他線程工作記憶體中的變量，線程間變量值的傳遞需要通過主記憶體來完成。
線程1對共享變量的修改，要想被線程2及時看到，必須經過如下2個過程：
（1）把工作記憶體1中更新過的共享變量重新整理到主記憶體中
（2）将主記憶體中最新的共享變量的值更新到工作記憶體2中
可見性與原子性
可見性：一個線程對共享變量的修改，更夠及時的被其他線程看到
原子性：即不可再分了，不能分為多步操作。比如指派或者return。比如"a = 1;"和 "return a;"這樣的操作都具有原子性。類似"a += b"這樣的操作不具有原子性，在某些JVM中"a += b"可能要經過這樣三個步驟：
① 取出a和b
② 計算a+b
③ 将計算結果寫入記憶體
(1)Synchronized：保證可見性和原子性
Synchronized能夠實作原子性和可見性；在Java記憶體模型中，synchronized規定，線程在加鎖時，先清空工作記憶體→在主記憶體中拷貝最新變量的副本到工作記憶體→執行完代碼→将更改後的共享變量的值重新整理到主記憶體中→釋放互斥鎖。
(2)Volatile：保證可見性，但不保證操作的原子性
Volatile實作記憶體可見性是通過store和load指令完成的；也就是對volatile變量執行寫操作時，會在寫操作後加入一條store指令，即強迫線程将最新的值重新整理到主記憶體中；而在讀操作時，會加入一條load指令，即強迫從主記憶體中讀入變量的值。但volatile不保證volatile變量的原子性，例如：
[java] view plain copy
- Private int Num=0;
- Num++;//Num不是原子操作
Num不是原子操作，因為其可以分為：讀取Num的值，将Num的值+1，寫入最新的Num的值。
對于Num++;操作，線程1和線程2都執行一次，最後輸出Num的值可能是：1或者2
【解釋】輸出結果1的解釋：當線程1執行Num++;語句時，先是讀入Num的值為0，倘若此時讓出CPU執行權，線程獲得執行，線程2會重新從主記憶體中，讀入Num的值還是0，然後線程2執行+1操作，最後把Num=1重新整理到主記憶體中； 線程2執行完後，線程1由開始執行，但之前已經讀取的Num的值0，是以它還是在0的基礎上執行+1操作，也就是還是等于1，并重新整理到主記憶體中。是以最終的結果是1
一般在多線程中使用volatile變量，為了安全，對變量的寫入操作不能依賴目前變量的值：如Num++或者Num=Num*5這些操作。
(3)Synchronized和Volatile的比較
1）Synchronized保證記憶體可見性和操作的原子性
2）Volatile隻能保證記憶體可見性
3）Volatile不需要加鎖，比Synchronized更輕量級，并不會阻塞線程（volatile不會造成線程的阻塞；synchronized可能會造成線程的阻塞。）
4）volatile标記的變量不會被編譯器優化,而synchronized标記的變量可以被編譯器優化（如編譯器重排序的優化）.
5）volatile是變量修飾符，僅能用于變量，而synchronized是一個方法或塊的修飾符。
volatile本質是在告訴JVM目前變量在寄存器中的值是不确定的，使用前，需要先從主存中讀取，是以可以實作可見性。而對n=n+1,n++等操作時，volatile關鍵字将失效，不能起到像synchronized一樣的線程同步（原子性）的效果。
【相關習題】
(1)下列說法不正确的是（）
A.當兩個并發線程通路同一個對象object中的這個synchronized(this)同步代碼塊時，一個時間内隻能有一個線程得到執行。
B.當一個線程通路object的一個synchronized(this)同步代碼塊時，另一個線程仍然可以通路該object中的非synchronized(this)同步代碼塊。
C.當一個線程通路object的一個synchronized(this)同步代碼塊時，其他線程對object中所有其它synchronized(this)同步代碼塊的通路不會被阻塞。
D.當一個線程通路object的一個synchronized(this)同步代碼塊時，它就獲得了這個object的對象鎖。結果，其它線程對該object對象所有同步代碼部分的通路都被暫時阻塞。
答案：C，當一個線程通路object的一個synchronized(this)同步代碼塊時，其他線程對object中所有其它synchronized(this)同步代碼塊的通路将會被阻塞。
(2)下面叙述錯誤的是：
A.通過synchronized和volatile都可以實作可見性
B.不同線程之間可以直接通路其他線程工作記憶體中的變量
C.線程對共享變量的所有操作都必須在自己的工作記憶體中進行
D.所有的變量都存儲在主記憶體中
答案：B，不同線程之間無法直接通路其他線程工作記憶體中的變量