Java-Parallelität: Volatil vs. Synchronisiert: Wann welche verwenden?

Unterschied zwischen flüchtig und synchronisiert in Java

Synchronisation und flüchtig sind zwei Speichersynchronisierungsmechanismen in Java, die bei der Multithread-Programmierung eine entscheidende Rolle spielen . Während sie beide dazu dienen, den Zugriff auf gemeinsam genutzte Ressourcen zu kontrollieren, haben sie unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungsfälle.

Volatil:

Eine flüchtige Variable garantiert, dass alle daran vorgenommenen Änderungen gültig sind sofort für alle Threads sichtbar. Volatile arbeitet auf der Ebene der Speichersichtbarkeit und verhindert, dass der Compiler und die Laufzeit flüchtige Zugriffe zwischenspeichern oder neu anordnen. Dadurch wird sichergestellt, dass jeder Lesevorgang einer flüchtigen Variablen immer den aktuellsten Wert aus dem gemeinsamen Speicher widerspiegelt.

Synchronisiert:

Im Gegensatz zu flüchtig bietet synchronisiert eine Exklusivität Sperren Sie einen Codeblock und stellen Sie sicher, dass jeweils nur ein Thread diesen Block ausführen kann. Die Synchronisierung verhindert, dass mehrere Threads gleichzeitig gemeinsam genutzte Variablen ändern, und gewährleistet so den atomaren Zugriff auf kritische Abschnitte.

„Lesen-Aktualisieren-Schreiben“ Erklärung:

Der Begriff „Lesen-Aktualisieren“. -write“ bezieht sich auf ein Szenario, in dem der Wert einer Variablen gelesen, aktualisiert und dann zurückgeschrieben wird. In Multithread-Kontexten muss dieser Vorgang atomar sein, um die Datenkonsistenz aufrechtzuerhalten. Flüchtige Variablen können keine Atomizität garantieren, da sie nur die Sichtbarkeit des Speichers gewährleisten. Synchronisierte Blöcke hingegen garantieren Atomizität für Lese-, Aktualisierungs- und Schreibvorgänge.

Wann man flüchtige Variablen verwendet:

Volatile Variablen eignen sich, wenn die Speichersichtbarkeit von entscheidender Bedeutung ist eine Synchronisierung ist jedoch nicht erforderlich. Zum Beispiel Variablen, die häufig geändert werden und auf die mehrere Threads ohne gleichzeitige Aktualisierungen zugreifen. Volatile kann Probleme im Zusammenhang mit dem Caching und der Neuordnung von Speicherzugriffen verhindern.

Wann Synchronized verwendet werden sollte:

Synchronisierte Blöcke werden verwendet, wenn gegenseitiger Ausschluss und Atomizität unerlässlich sind. Sie eignen sich ideal zum Schutz kritischer Codeabschnitte oder gemeinsam genutzter Variablen, die für Änderungen exklusiven Zugriff erfordern.

Verwendungsszenario für flüchtige und synchronisierte Variablen:

Betrachten Sie das Beispiel einer Variablen namens „render“, das in einer Rendering-Schleife gelesen und durch ein Tastendruckereignis festgelegt wird. Da sich der Wert von „render“ ständig ändert, ist es aufgrund des übermäßigen Overheads für die Verwendung mit synchronisierten Blöcken ungeeignet. Volatile wäre in diesem Fall eine geeignete Option, da es die Speichersichtbarkeit gewährleistet, ohne Threads zu blockieren.

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