Volatile ou synchronisé en Java : quand utiliser lequel pour la sécurité des threads ?

Comprendre les différences entre volatile et synchronisé en Java

Introduction

Java propose deux approches pour garantir la sécurité des threads dans les environnements multithread : volatiles et synchronisées. Bien que les deux servent à maintenir l'intégrité des données, ils diffèrent considérablement dans leurs mécanismes et leur applicabilité.

Variables volatiles

Déclarer une variable comme volatile indique qu'elle peut être modifiée par plusieurs threads simultanément sans avoir besoin d’une synchronisation explicite. Volatile garantit que :

• Toutes les modifications apportées aux variables volatiles sont immédiatement écrites dans la mémoire principale, évitant ainsi les problèmes de mise en cache qui pourraient entraîner une incohérence des données.
• Les lectures des variables volatiles reflètent toujours la dernière valeur. stocké dans la mémoire principale.

Blocs synchronisés

Le Le mot-clé synchronisé peut être utilisé pour protéger les sections critiques du code en acquérant un verrou sur l'objet englobant avant d'exécuter le bloc protégé. Cela garantit :

• Un seul thread peut exécuter le bloc synchronisé à la fois, évitant ainsi les conditions de concurrence critique.
• Les lectures et écritures dans le bloc synchronisé sont ordonnées et exécutées séquentiellement, empêchant la réorganisation des instructions. par la JVM.
• Les accès aux variables partagées au sein du bloc synchronisé ont la relation "arrive avant", garantissant que les autres threads observent les effets de toutes les opérations effectuées au sein du bloc.

Choisir entre volatile et synchronisé

Le choix approprié dépend des exigences spécifiques du scénario :

Utiliser Volatile lorsque :

• La variable est accessible simultanément depuis plusieurs threads et ne nécessite pas d'opérations atomiques de lecture-mise à jour-écriture.
• La variable représente une référence immuable à un objet partagé.
• La valeur de la variable est mise à jour en externe à la classe, et seulement un une référence à la dernière valeur est nécessaire.

Utiliser Synchronisé quand :

• Des opérations de lecture-mise à jour-écriture atomiques sont nécessaires pour garantir l'intégrité des données.
• L'accès aux variables partagées doit être totalement exclusif pour éviter les conditions de concurrence.
• L'ordre d'exécution des opérations dans la section critique est essentiel pour l'exactitude.

Exemple : Variable dépendante de l'entrée

Dans l'exemple d'une variable "render" définie par un événement keypress et lue dans la boucle de rendu, l'utilisation de volatile peut être appropriée. Cela garantit que la boucle de rendu reflète toujours la dernière valeur de la variable « render » sans avoir besoin d'une synchronisation explicite. Cependant, si la boucle de rendu effectue des opérations complexes sur la variable "render" qui nécessitent des mises à jour atomiques, utiliser la synchronisation serait plus approprié.

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