Quelles sont les principales différences entre les opérations atomiques, volatiles et synchronisées dans la programmation multithread ?

Examiner les différences entre les éléments atomiques, volatils et synchronisés

Dans la programmation multithread, il est crucial de maintenir l'intégrité des données et d'assurer la sécurité des threads. Comprendre les différences entre atomique, volatile et synchronisé est essentiel pour une gestion efficace de la concurrence.

Opérations atomiques

La classe AtomicInteger utilise des opérations de comparaison et d'échange (CAS). , une instruction CPU de bas niveau qui s'exécute en boucle. CAS lit la valeur actuelle d'une variable et tente de la mettre à jour avec une nouvelle valeur uniquement si la valeur actuelle correspond à une valeur attendue. Cela garantit l'atomicité, ce qui signifie que l'opération se déroule comme une action unique et indivisible, évitant ainsi les conditions de concurrence.

Variables volatiles

Les variables volatiles sont partagées entre les threads mais ne s'appliquent pas. opérations atomiques. Ils garantissent la visibilité, garantissant que tous les threads voient les dernières modifications apportées à la variable. Cependant, les opérations sur les variables volatiles ne sont pas atomiques et peuvent entraîner des conditions de concurrence critique lorsque plusieurs threads tentent de modifier la même variable simultanément.

Blocs synchronisés

Les blocs synchronisés fournissent un des moyens plus explicites d’accès thread-safe aux données partagées. Lorsqu'un thread entre dans un bloc synchronisé, il acquiert un verrou sur un objet associé. Aucun autre thread ne peut entrer dans le même bloc pendant que le premier thread détient le verrou. Cela garantit un accès exclusif aux données au sein du bloc, éliminant ainsi les conditions de concurrence.

Exemples de comparaison de codes

Le code 1, sans aucune synchronisation, est sujet à des conditions de concurrence et est pas thread-safe. Le code 2, utilisant AtomicInteger, garantit l'atomicité et la sécurité des threads. Le code 3, avec volatile mais sans synchronisation, n'est pas thread-safe en raison de la condition de concurrence critique dans l'opération pré/post-incrémentation.

Volatile avec plusieurs blocs synchronisés indépendants

Le code 4, tentant d'utiliser des blocs synchronisés sur une variable primitive (i), est incorrect. Les blocs synchronisés nécessitent l'utilisation d'un objet de verrouillage commun, qui dans ce cas change dynamiquement, rendant la synchronisation inefficace.

Copies locales et visibilité

C'est une idée fausse selon laquelle les threads avoir des copies locales des variables. En réalité, les variables volatiles assurent la visibilité, ce qui signifie que toute modification apportée à la variable par un thread est immédiatement visible par tous les autres threads. Les variables atomiques offrent à la fois atomicité et visibilité.

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