マルチスレッドプログラミングにおけるアトミック、揮発性、同期の違いは何ですか?

アトミック、揮発性、同期の違いを理解する

はじめに

マルチスレッド プログラミングでは、データの一貫性とスレッドの安全性を確保します。アトミック、揮発性、同期は、これらの課題に対処する手法ですが、それぞれ異なる方法で機能します。この記事では、包括的な理解を提供するために内部メカニズムを詳しく調べ、比較します。

内部メカニズム

• 同期なし: 非同期アトミック変数は、マルチスレッドでメモリにアクセスする方法が原因で、競合状態や可視性の問題に対して脆弱です。環境。
• AtomicInteger: 比較交換 (CAS) 操作を使用して、現在の値が指定された値と一致する場合にのみ変数の値を変更できるようにします。これにより原子性が保証され、競合状態が排除されます。
• 揮発性: 適切に動作するには同期が必要です。ただし、メモリ フェンシング操作を強制することでスレッド間の可視性を保証し、最新の値がすべてのスレッドに確実に表示されるようにします。

コード比較

コード 1: 同期メカニズムを使用しないため、競合状態や可視性の影響を受けやすくなります。

コード 2: AtomicInteger を使用します。これにより、アトミック性が保証され、インクリメントおよび取得操作中の競合状態が防止されます。

コード 3: volatile を使用します。しかし、volatile はインクリメント前/インクリメント後のアトミック性を提供しないため、依然として競合状態が発生します。

揮発性ブロックと複数の同期ブロック

揮発性は、複数の同期ブロックの使用とよく比較されます。ただし、複数の独立した同期ブロックを使用することは、複数のスレッドが同じ変数に同時にアクセスすることを妨げないため、正しくありません。

アトミックと同期

• Atomic: 低レベルの CAS 操作を使用します。これは非常に効率的ですが、プリミティブ型でのみ機能します。
• Synchronized: 複数のスレッドがコードのブロックを同時に実行しないように、同期オブジェクトにロックを導入します。このアプローチはより汎用性が高く、あらゆるオブジェクトやメソッドに適用できますが、ロック メカニズムによるパフォーマンスのオーバーヘッドが生じます。

結論

安全でパフォーマンスの高いマルチスレッド アプリケーションを開発するには、内部メカニズムとアトミック、揮発性、同期の適切な使用法を理解することが不可欠です。十分な可視性を確保する際にスレッドの安全性が重要で不安定な場合にアトミック タイプを使用することで、開発者は競合状態を効果的に排除し、プログラム内のデータの一貫性を向上させることができます。

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