江明涛的博客
Java 线程互斥的可见性问题
Java 线程互斥的可见性问题

Java 线程互斥的可见性问题

Java中的线程互斥是一种重要的概念,它涉及到多个线程之间共享数据时的可见性问题。在多线程编程中,线程可以同时访问共享的数据结构,但当多个线程同时修改同一个数据时,就可能出现互斥问题。

可见性问题是指当一个线程对共享数据进行修改后,其他线程能够立即看到这个修改。然而,由于计算机内存的存取速度远低于CPU的执行速度,数据可能会被缓存在CPU的寄存器或线程的本地缓存中。这就导致了一个线程对共享数据的修改,其他线程不能立即感知到。这种情况下,就出现了可见性问题。

为了解决可见性问题,Java提供了关键字synchronized和volatile。synchronized关键字用于实现线程之间的互斥访问,确保同一时间只有一个线程可以修改共享数据。它通过内置锁(也称为监视器锁)的方式,将线程对共享数据的访问串行化。这样一来,线程在修改共享数据后会释放锁,其他线程才能获得锁,并读取到最新的共享数据。

然而,synchronized关键字的性能开销较大,因为它需要频繁地获取和释放锁,导致线程之间的切换。为了提高性能,Java引入了volatile关键字。volatile关键字保证了共享数据的可见性,它所修饰的变量在每次修改后都会立即刷新到主内存中,而不是像普通变量那样先写入到线程的本地缓存中。其他线程在访问这个变量时,会先从主内存中获取最新的值,从而解决了可见性问题。

然而,volatile关键字并不能完全解决线程互斥的问题。它只能保证共享数据在不同线程之间的可见性,但不能保证原子性。当多个线程同时修改同一个volatile变量时,仍然可能会出现竞态条件。此时,仍然需要使用synchronized关键字或其他并发工具来保证互斥访问。

总结来说,Java中的线程互斥问题主要涉及到可见性问题。通过使用synchronized关键字和volatile关键字,我们可以在多线程编程中解决可见性问题。然而,对于涉及到原子性的操作,仍然需要额外的互斥措施来保证线程安全。