Java マルチスレッドでの volatile および synchronized の使用状況分析

この記事では、Java マルチスレッドにおける volatile および synchronized の使用法を例とともに分析します。皆さんの参考に共有してください。具体的な実装方法は以下の通りです:

package com.chzhao;
public class Volatiletest extends Thread {
    private static int count = 0;
    public void run() {
        count++;
    }
    public static void main(String[] args) {
        Thread threads[] = new Thread[10000];
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i] = new Volatiletest();
        }
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i].start();
        }
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(count);
    }
}

コードは上記の通りです。期待される出力は 10000 です。すると、count++ はスレッドセーフではないため、出力は 10000 未満になることがよくあります。

この問題を解決するには、 volatile キーワードが追加されます。

package com.chzhao;
public class Volatiletest extends Thread {
    private volatile static int count = 0;
    public void run() {
        count++;
    }
    public static void main(String[] args) {
        Thread threads[] = new Thread[10000];
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i] = new Volatiletest();
        }
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i].start();
        }
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(count);
    }
}

修正後、10000以外の値が出力されることが多いです。

同期形式に変更されたコードは次のとおりです:

package com.chzhao;
public class SynchronizedTest extends Thread {
    private static int count = 0;
    public void run() {
        synchronized (LockClass.lock) {
            count++;
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        Thread threads[] = new Thread[10000];
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i] = new SynchronizedTest();
        }
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i].start();
        }
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(count);
    }
}

package com.chzhao;
public class LockClass {
    public static byte[] lock = new byte[0];
}

この変更後、出力は 10000 になります。

これは volatile キーワードがまったく役に立たないことを意味しますか?スレッドの安全性を確保できるのは同期のみですか?

説明:

Java 言語には、同期ブロック (またはメソッド) と揮発性変数という 2 つの固有の同期メカニズムが含まれています。どちらのメカニズムもコード スレッドの安全性を実現するために提案されています。揮発性変数は同期性が低く (ただし、より単純でコストが低い場合もあります)、その使用はエラーも発生しやすくなります。 Java 言語の揮発性変数は、同期ブロックに比べて「同期性が低い」と考えることができます。揮発性変数は必要なコーディングが少なく、実行時のオーバーヘッドも少なくなりますが、機能は同期化の一部にすぎません。

つまり、場合によっては、同期よりも揮発性の方が使いやすいですが、もちろん同期は悪くなります。

この記事が皆さんの Java プログラミングに役立つことを願っています。

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