volatile和synchronized的本质区别是什么？

volatile和synchronized的唯一区别是，volatile只确保内存可见性，synchronized也确保内存可见性——并且还确保不同互斥，即同一时间，只能有一个线程获取到锁，其他线程阻塞等待获取锁。

与synchronized的区别？

synchronzied能确保共享数据同一时间只有一个线程可以更新共享数据。

但是volatile不能，因为volatile只能确保单个读或写操作是原子，但是对一个共享数据的修改，往往很多时候，需要依赖共享数据的旧值，比如在旧值之上加1，即先读共享数据的旧值——然后加1——最后写，这里实际上就包含了3个操作，所以volatile不能保证真正的同步。

volatile应用场景？

那volatitle应用场景是啥样的？对共享数据修改的时候，不依赖共享数据(本质是不使用共享数据的旧值)，并且右边的变量也要确保线程安全(本质是因为右边的变量相当于是一个读的操作，那么更新共享数据的时候，就包含了2个操作：1、先读右边变量的值 2、再更新共享数据。更新操作是原子，但是多了一个读右边变量的操作，就不是原子了，因为现在包含了2个原子操作)。

参考：https://titanwolf.org/Network/Articles/Article?AID=6109465a-ab8f-4f01-b193-caaf5a1a79d6#gsc.tab=0 //这篇文章的作者就是写java并发编程实战的

示例

示例2-AtomicLong

说明：jdk并发包实现的AtomicLong的数据是volatile，就相当于我们自己定义数据的时候用valotile是一样的，只不过现在是jdk并发包的AtomicLong帮你做了这个事情，但是作用和本质是一样的。

单个读或写是原子操作

为什么单个读或写是原子操作？这个是java规范保证的。

准确的说，非long/double数据，才是原子。为什么？因为long/double是64位，而java规范只保证32位才是原子操作。

volatile的作用？

使得共享数据被一个线程更新的时候，其他线程可以立即读到最新值(即所谓的可见性)。即，没加volatile，可能读不到最新值；加了，就确保可以读到最新值。

syncronized的作用？

确保互斥，即同一时间，只能有一个线程更新共享数据。具体到代码层面就是，比如锁定一个更新共享数据的方法或者代码块，同一时间，只有一个线程可以执行这个方法或者代码块，这样就确保了其他线程获取不到锁，也就不能执行方法或者代码块，也就不能更新共享数据。

可见性呢？synchronized也可以确保可见性，可见性是指，线程A修改了共享数据，线程B可以看到最新数据。这似乎是一句废话，事实也是一句废话——这里主要是涉及到java内存模型的问题。

java内存模型

对Java内存模型的理解，以及其在并发中的应用。

Java内存模型的主要目标: 定义程序中各个变量的访问规则。

Java线程之间的通信由Java内存模型（本文简称为JMM）控制。

所有变量的存储都在主内存，每条线程还都有自己的工作内存，线程的工作内存中保存了被该线程使用到的变量的主内存副本拷贝，线程对变量的所有操作必须在工作内存完成，而不能直接读取主内存中的变量。不同的线程直接无法访问对方工作内存中的变量，线程间变量的传递均需要通过主内存来完成。

线程间通信：

首先，线程A把本地内存A中更新过的共享变量刷新(即写)到主内存中去。 //cpu1(线程1)——缓存1(线程工作内存1)——主内存

然后，线程B到主内存中去读取(即读)线程A之前已更新过的共享变量。//cpu2(线程2)——缓存2(线程工作内存2)——主内存

线程只能和线程工作内存通信，线程工作内存然后又和主内存通信。

不同线程的工作内存，不能互相通信，必须通过主内存。比如，线程1写数据到线程工作内存1，然后线程工作内存写数据到主内存；线程工作内存2从主内存读数据，然后线程2就可以从线程工作内存2读数据了。

架构图

cpu维度-架构图

线程维度-架构图

说明：线程维度的架构图可能不好理解，因为为什么会有这个架构图？为什么是这样子？本质是因为cpu维度的架构图。

而cpu维度的架构图的本质是，现在都是多cpu，每个cpu都有自己的高速缓存，为什么每个cpu都要有自己的高速缓存？不是已经有了内存(即架构图里的主内存)吗？因为高速缓存快啊，高速缓存比内存快，而且高速内存比内存要更小，内存越小越快。

各种存储设备的访问速度如下：

寄存器的速度最快，可以在一个时钟周期内访问，

其次是高速缓存，可以在几个时钟周期内访问，

普通内存可以在几十个或几百个时钟周期内访问。

https://zhuanlan.zhihu.com/p/37749443

内存可见性

内存模型这个东西很虚，也没什么意义，主要是不了解内存模型，就不能理解线程的内存可见性——因为不知道为什么，线程1修改了共享数据，但是线程2却不一定能读到共享数据的最新值。原因就在于内存模型，即上面的cpu维度的架构图里提到的，在cpu/线程和内存之间，还多了一个中介内存(即高速缓存/线程工作内存)。

多了一个中介，就多了一个数据不一致的问题。

那怎么解决数据不一致的问题？synchronized或者volatile，都能保证线程1修改共享数据之后，线程2就可以读到共享数据的最新值。

而synchronized和volatile的唯一区别就是，synchronized还多了一个功能，就是互斥的功能，即同一时间，只有一个线程能获取对象的锁，其他线程只能等待该线程释放锁——本质是同一时间，只能有一个线程执行方法或者代码块：即只能有一个线程，更新共享数据。

参考

https://segmentfault.com/a/1190000020770155

https://www.zhihu.com/question/38816432