0

0

Java里为什么需要同步机制_Java并发一致性问题说明

P粉602998670

P粉602998670

发布时间:2025-12-31 13:50:02

|

369人浏览过

|

来源于php中文网

原创

多线程读写共享变量出错是因为JVM允许线程缓存变量到工作内存,导致可见性问题和竞态条件;count++非原子、volatile不解决原子性、synchronized与ReentrantLock机制不同;AtomicInteger依赖CAS硬件指令实现无锁线程安全;过度同步会严重降低吞吐量。

java里为什么需要同步机制_java并发一致性问题说明

多线程读写共享变量为什么会出错

因为 JVM 允许线程把变量缓存在自己的工作内存(如 CPU 寄存器、L1/L2 缓存)里,不及时刷回主内存。一个线程改了 count,另一个线程可能一直读到旧值——这不是 bug,是 Java 内存模型(JMM)的默认行为。

典型表现:启动 10 个线程各执行 1000 次 count++,最终 count 却小于 10000。

  • count++ 不是原子操作:它包含「读取 → 修改 → 写入」三步,中间可能被其他线程打断
  • 即使加了 volatile,也只能保证可见性,不能解决竞态条件(race condition)
  • 没有同步时,JIT 编译器还可能重排序指令,进一步加剧不可预测性

synchronized 和 ReentrantLock 的核心区别在哪

两者都能保证原子性和可见性,但机制和灵活性不同:

  • synchronized 是 JVM 层面的内置锁,自动加锁/释放(即使抛异常),但只能非公平、不可中断、不支持超时
  • ReentrantLock 是 API 层的显式锁,需手动调用 lock()unlock()(建议放在 try-finally 中),但支持公平锁、可中断、带超时的 tryLock()
  • 性能上,JDK 6+ 后两者差距极小;选择依据主要是控制粒度和功能需求,不是“哪个更快”
public void safeIncrement() {
    lock.lock();
    try {
        count++;
    } finally {
        lock.unlock(); // 必须放 finally,否则死锁风险
    }
}

为什么 AtomicInteger 不需要 synchronized 就能线程安全

它依赖 CPU 提供的底层原子指令(如 x86 的 CAS — Compare-And-Swap),在硬件层面保证「比较并更新」是一条不可分割的指令。

Endel.io
Endel.io

Endel是一款可以创造个性化舒缓声音的应用程序,可帮助您集中注意力、放松身心和入睡。

下载

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

  • AtomicInteger.incrementAndGet() 本质是循环尝试 CAS,失败就重试,无锁但线程安全
  • 适合简单计数、状态标志等场景;不适合复合逻辑(比如「先读再判断再改」这类非原子业务)
  • 注意:getAndIncrement() 返回的是旧值,incrementAndGet() 返回新值——容易混淆
AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0);
int newValue = counter.incrementAndGet(); // 线程安全的 +1 并返回结果

过度同步或同步粒度太粗会带来什么问题

最直接后果是吞吐量骤降,甚至比单线程还慢——所有线程排队串行执行,失去了并发的意义。

  • 把整个方法用 synchronized 包裹,但其实只有 2 行涉及共享数据,其余都是本地计算
  • 多个无关的共享变量共用一把锁(比如用 this 锁同时保护 userCachelogQueue
  • 在同步块里调用外部服务(如 HTTP 请求、DB 查询),导致锁持有时间不可控

真正该做的,是识别临界区,只锁必要代码段,并优先考虑无锁结构(如 ConcurrentHashMap)、线程局部变量(ThreadLocal)或不可变对象。

相关专题

更多
java
java

Java是一个通用术语,用于表示Java软件及其组件,包括“Java运行时环境 (JRE)”、“Java虚拟机 (JVM)”以及“插件”。php中文网还为大家带了Java相关下载资源、相关课程以及相关文章等内容,供大家免费下载使用。

804

2023.06.15

java正则表达式语法
java正则表达式语法

java正则表达式语法是一种模式匹配工具,它非常有用,可以在处理文本和字符串时快速地查找、替换、验证和提取特定的模式和数据。本专题提供java正则表达式语法的相关文章、下载和专题,供大家免费下载体验。

723

2023.07.05

java自学难吗
java自学难吗

Java自学并不难。Java语言相对于其他一些编程语言而言,有着较为简洁和易读的语法,本专题为大家提供java自学难吗相关的文章,大家可以免费体验。

727

2023.07.31

java配置jdk环境变量
java配置jdk环境变量

Java是一种广泛使用的高级编程语言,用于开发各种类型的应用程序。为了能够在计算机上正确运行和编译Java代码,需要正确配置Java Development Kit(JDK)环境变量。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

395

2023.08.01

java保留两位小数
java保留两位小数

Java是一种广泛应用于编程领域的高级编程语言。在Java中,保留两位小数是指在进行数值计算或输出时,限制小数部分只有两位有效数字,并将多余的位数进行四舍五入或截取。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

398

2023.08.02

java基本数据类型
java基本数据类型

java基本数据类型有:1、byte;2、short;3、int;4、long;5、float;6、double;7、char;8、boolean。本专题为大家提供java基本数据类型的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

445

2023.08.02

java有什么用
java有什么用

java可以开发应用程序、移动应用、Web应用、企业级应用、嵌入式系统等方面。本专题为大家提供java有什么用的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

428

2023.08.02

java在线网站
java在线网站

Java在线网站是指提供Java编程学习、实践和交流平台的网络服务。近年来,随着Java语言在软件开发领域的广泛应用,越来越多的人对Java编程感兴趣,并希望能够通过在线网站来学习和提高自己的Java编程技能。php中文网给大家带来了相关的视频、教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读和下载。

16861

2023.08.03

php源码安装教程大全
php源码安装教程大全

本专题整合了php源码安装教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

0

2025.12.31

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Kotlin 教程
Kotlin 教程

共23课时 | 2.1万人学习

C# 教程
C# 教程

共94课时 | 5.7万人学习

Java 教程
Java 教程

共578课时 | 39.8万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2025 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号