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Java多線程編程中易混淆的3個(gè)關(guān)鍵字總結(jié)

更新時(shí)間：2015年03月23日 09:22:18 投稿：junjie

這篇文章主要介紹了Java多線程編程中易混淆的3個(gè)關(guān)鍵字總結(jié),本文總結(jié)了、volatile、ThreadLocal、synchronized等3個(gè)關(guān)鍵字,對(duì)這幾個(gè)容易混淆概念的關(guān)鍵字分別做了講解,需要的朋友可以參考下

概述

最近在看《ThinKing In Java》，看到多線程章節(jié)時(shí)覺得有一些概念比較容易混淆有必要總結(jié)一下，雖然都不是新的東西，不過還是蠻重要，很基本的，在開發(fā)或閱讀源碼中經(jīng)常會(huì)遇到，在這里就簡(jiǎn)單的做個(gè)總結(jié)。

1.volatile

volatile主要是用來(lái)在多線程中同步變量。
在一般情況下，為了提升性能，每個(gè)線程在運(yùn)行時(shí)都會(huì)將主內(nèi)存中的變量保存一份在自己的內(nèi)存中作為變量副本，但是這樣就很容易出現(xiàn)多個(gè)線程中保存的副本變量不一致，或與主內(nèi)存的中的變量值不一致的情況。
而當(dāng)一個(gè)變量被volatile修飾后，該變量就不能被緩存到線程的內(nèi)存中，它會(huì)告訴編譯器不要進(jìn)行任何移出讀取和寫入操作的優(yōu)化，換句話說(shuō)就是不允許有不同于“主”內(nèi)存區(qū)域的變量拷貝，所以當(dāng)該變量有變化時(shí)，所有調(diào)用該變量的線程都會(huì)獲得相同的值，這就確保了該變量在應(yīng)用中的可視性(當(dāng)一個(gè)任務(wù)做出了修改在應(yīng)用中必須是可視的)，同時(shí)性能也相應(yīng)的降低了(還是比synchronized高)。
但需要注意volatile只能確保操作的是同一塊內(nèi)存，并不能保證操作的原子性。所以volatile一般用于聲明簡(jiǎn)單類型變量，使得這些變量具有原子性，即一些簡(jiǎn)單的賦值與返回操作將被確保不中斷。但是當(dāng)該變量的值由自身的上一個(gè)決定時(shí)，volatile的作用就將失效，這是由volatile關(guān)鍵字的性質(zhì)所決定的。
所以在volatile時(shí)一定要謹(jǐn)慎，千萬(wàn)不要以為用volatile修飾后該變量的所有操作都是原子操作，不再需要synchronized關(guān)鍵字了。

2.ThreadLocal

首先ThreadLocal和本地線程沒有一毛錢關(guān)系，更不是一個(gè)特殊的Thread，它只是一個(gè)線程的局部變量(其實(shí)就是一個(gè)Map),ThreadLocal會(huì)為每個(gè)使用該變量的線程提供獨(dú)立的變量副本，所以每一個(gè)線程都可以獨(dú)立地改變自己的副本，而不會(huì)影響其它線程所對(duì)應(yīng)的副本。這樣做其實(shí)就是以空間換時(shí)間的方式(與synchronized相反)，以耗費(fèi)內(nèi)存為代價(jià)，單大大減少了線程同步(如synchronized)所帶來(lái)性能消耗以及減少了線程并發(fā)控制的復(fù)雜度。
個(gè)人覺得比較典型的例子就是在Android關(guān)于Looper的源碼中對(duì)ThreadLocal的使用，同時(shí)也包含了ThreadLocal的基本用法，具體代碼如下：

public class Looper { 
private static final String TAG = "Looper";

// sThreadLocal.get() will return null unless you've called prepare(). 
private static final ThreadLocal sThreadLocal = new ThreadLocal(); 

...... 

private static Looper mMainLooper = null; 

...... 

public static final void prepare() { 
  if (sThreadLocal.get() != null) { 
    throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread"); 
  } 
  sThreadLocal.set(new Looper()); 
} 

...... 

public static final void prepareMainLooper() { 
  prepare(); 
  setMainLooper(myLooper()); 

  ...... 

} 

private synchronized static void setMainLooper(Looper looper) { 
  mMainLooper = looper; 
} 
public synchronized static final Looper getMainLooper() { 
  return mMainLooper; 
} 

...... 

public static final Looper myLooper() { 
  return (Looper)sThreadLocal.get(); 
} 

...... 

}

但需要注意的是，雖然ThreadLocal和Synchonized都用于解決多線程并發(fā)訪問，ThreadLocal與synchronized還是有本質(zhì)的區(qū)別。synchronized是利用鎖的機(jī)制，使變量或代碼塊在某一時(shí)該只能被一個(gè)線程訪問。而ThreadLocal為每一個(gè)線程都提供了變量的副本，使得每個(gè)線程在某一時(shí)間訪問到的并不是同一個(gè)對(duì)象，這樣就隔離了多個(gè)線程對(duì)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)共享。而Synchronized卻正好相反，它用于在多個(gè)線程間通信時(shí)能夠獲得數(shù)據(jù)共享。即Synchronized用于線程間的數(shù)據(jù)共享，而ThreadLocal則用于線程間的數(shù)據(jù)隔離。所以ThreadLocal并不能代替synchronized，Synchronized的功能范圍更廣(同步機(jī)制)。

3.synchronized

synchronized關(guān)鍵字是Java利用鎖的機(jī)制自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，一般有同步方法和同步代碼塊兩種使用方式。Java中所有的對(duì)象都自動(dòng)含有單一的鎖(也稱為監(jiān)視器)，當(dāng)在對(duì)象上調(diào)用其任意的synchronized方法時(shí)，此對(duì)象被加鎖(一個(gè)任務(wù)可以多次獲得對(duì)象的鎖，計(jì)數(shù)會(huì)遞增)，同時(shí)在線程從該方法返回之前，該對(duì)象內(nèi)其他所有要調(diào)用類中被標(biāo)記為synchronized的方法的線程都會(huì)被阻塞。當(dāng)然針對(duì)每個(gè)類也有一個(gè)鎖(作為類的Class對(duì)象的一部分)，所以你懂的^.^。
最后需要注意的是synchronized是同步機(jī)制中最安全的一種方式，其他的任何方式都是有風(fēng)險(xiǎn)的，當(dāng)然付出的代價(jià)也是最大的。

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