今天来聊一聊Java并发编程中两个经常使用的关键字：volatile和synchronized。在介绍这两个关键字以前，首先要搞明白并发编程中的两个问题：java
线程之间是如何通讯的程序员
线程之间如何同步编程
Java内存模型
Java线程的通讯由Java内存模型（JMM）控制，Java内存模型的抽象如图：微信
Java线程之间的通讯老是隐式进行，通讯过程对程序员彻底透明。多个线程经过读-写共享内存来实现通讯。网络
图中线程A与线程B通讯的具体步骤是：多线程
线程A把更新过的共享变量刷新到主内存中并发
线程B从主内存读取共享变量ide
例如，共享变量x的初始值为0，线程A将x修改成1（x=x+1），线程B读取到的x就是1，对于程序员来说，就是线程A给线程B发消息说它把x的值更新为1。性能
第一个问题搞明白了，再思考一下第二个问题。线程之间如何同步？在并发编程中，有三个重要的概念：原子性、可见性、一致性。atom
原子性
在Java中，对基本数据类型的读取和赋值操做都属于原子操做。
x = 10;
x = x + 1;
上面两条语句中，第一句是原子操做，而第二句不是，为何呢？实际上，第二句代码被编译为3条指令：
从内存中取x的值
x+1操做
计算结果存入内存
可见性
当多个线程访问同一变量时，若是有一个线程修改了这个变量，那么其余线程马上能够看到修改后的值。
有序性
CPU执行指令是按照前后顺序执行的，可是指令的顺序并不必定等同于代码的顺序，编译器编译过程当中，为了提升性能，经常进行指令重排序。这种重排序不会改变单线程的语义，也就是说，你写的一段代码若是是单线程执行，编译器可能对执行进行重排序，但不论如何排序，最后获得的结果都是相同的。
另外，若是存在数据依赖性，编译器不会改变依赖关系的执行顺序。数据依赖性是指两个操做访问同一个变量，其中一个是写操做，那么这两个操做就有数据依赖性。
重排序对应多线程有哪些影响呢，咱们经过一段代码来看一下：
class ReorderExample {
int a = 0;
boolean flag = false;
public void writer() {
a = 1; // 1
flag = true; // 2
}
Public void reader() {
if (flag) { // 3
int i = a * a; // 4
……
}
}
}
上述代码中，flag是变量a被初始化的标识，若是此时有两个线程A和B，A执行writer()方法，B执行reader()方法。因为1和二、3和4不存在数据依赖性，那么就有可能出现这种状况：
A先执行语句2
B执行了语句3和4
A执行语句1
最终的结果并非咱们想要的，此时，重排序破坏了语义。
线程同步
对于上面所说的线程同步问题如何避免呢？可使用Java中的volatile和synchronized这两个关键字。
volatile
volatile关键字比较轻量级，只能够修饰变量。volatile修饰的变量，若是值被更新，会当即刷新主内存，而读volatile修饰的变量时，JMM会把线程对应的本地内存置为无效，从主内存中读取。这样volatile就能够保证线程的可见性。
volatile关键字在必定程度上能够保证有序性：
当第二个操做是volatile写时，不能进行重排序
当第一个操做是volatile读时，不能进行重排序
当第一个操做是volatile写，第二个操做是volatile读时，不能重排序
为了实现这些语义，JMM采用屏障插入策略：
在volatile写操做前插入StoreStore屏障，后面插入StoreLoad屏障
在volatile读操做后面插入LoadLoad屏障和LoadStore屏障
也就是说，volatile写操做前的全部写操做都必须执行完，且须要等到volatile写操做执行后才能执行读操做。volatile读操做执行完以后才能够进行其余操做。
能够把volatile当作一个屏障，其前面的操做不能放到volatile操做后面，后面的操做也不能放到volatile操做前面。
synchronized
synchronized比较重量级，能够用来修饰方法。synchronized关键字是给修饰对象加锁，只有得到锁的线程才能够执行，执行完后释放锁。所以synchronized保证了原子性和可见性。
本文分享自微信公众号 - 代码洁癖患者（Jackeyzhe2018）。
若有侵权，请联系 support@oschina.cn 删除。
本文参与“OSC源创计划”，欢迎正在阅读的你也加入，一块儿分享。