在java并发编程中，读取值时是否需要使用同步？

Question

这个类可以在多线程中使用，因为它是线程安全的。

public class Hello {
    private int value = 0;

    public synchronized int get() {
        return value;
    }

    public synchronized void set(int value) {
        this.value = value;
    }
}

我知道除了set()之外，get()时我们必须使用同步的原因是内存可见性。

java volatile 关键字可用于内存可见性。

那么......这个类也是线程安全的？？

public class Hello {
    private volatile int value = 0;

    public int get() {
        return value;
    }

    public synchronized void set(int value) {
        this.value = value;
    }
}

Answer 1

在您的具体示例中，您不需要额外的同步。鉴于您已经提到了内存可见性（又名发生在之前），我不会更深入地解释这一点。

但是，它并不普遍适用。您的示例中有几个假设足以简单地使用volatile

1. value 的类型

   虽然您只是对value 进行简单的检索/分配，但并不总是保证对所有数据类型都是原子的。 Iirc，Java 仅保证此类操作对于 int 和小于 int 的类型是原子的。这意味着，例如，如果value 是long 类型，即使您已使用volatile 声明它，您仍可能在上面的示例中破坏value

2. value上的操作

   好的，假设它是int。在您的示例中，您只是获取和分配一个int，其操作是原子的，因此只需使用volatile 就足够了。但是，如果您有另一种方法来执行类似value++ 的操作，则使用volatile 是不够的。在这种情况下，您可以考虑使用Atomic* 或使用synchronized

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更新：我后来发现 JLS https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-17.html#jls-17.7 提到使用 volatile 会在 double/long 上强制执行原子读/写。所以我原来的第1点实际上是错误的

Answer 2

在您的示例中，在 get() 和 set 方法中都不需要使用 synchronized，因为 value 属性是使用 volatile 关键字声明的。

这是因为volatile 关键字在写入者线程和读取者线程之间强制happens-before 关系。

Java Language Specification, Section 8.3.1.4. volatile fields:

Java 编程语言允许线程访问共享变量（第 17.1 节）。作为一项规则，为了确保共享变量始终如一且可靠地更新，线程应该通过获取一个锁来确保它对这些变量具有独占性，该锁通常会强制这些共享变量互斥。

Java 编程语言提供了第二种机制，即 volatile 字段，在某些情况下它比锁定更方便。

可以将字段声明为 volatile，在这种情况下，Java 内存模型确保所有线程都看到变量的一致值（第 17.4 节）。

因此，在您的情况下，无需同步 get() 和 set() 方法。

Answer 3

在您的班级Hello 中只有一个字段int value。同步锁定整个对象，因此操作繁重，您可以使用 AtomicInteger。由于 Atomic* 变量更快。 Volatile 只是满足“发生在”您无法实现操作的原子性，例如使用 volatile 进行“检查然后采取行动”。

使Hello类线程安全，最好的办法

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Hello {
    private AtomicInteger value;

    public int get() {
        return this.value.get();
    }

    public synchronized void set(int value) {
        this.value.set(value);
    }
}

如this post中提到的

如果某个对象只有一个字段或其关键更新是 仅限于对象的一个​​字段，因此而不是使用 同步或其他线程安全的集合，原子变量 （AtlomicInteger、AtomicReference 等）都可以使用。