java - 为什么使用原子变量访问比通过同步代码访问这些变量更有效？

Question

这个问题已经有答案了:

What is the difference between atomic / volatile / synchronized? (7 个回答)

已关闭 7 年前。

我是 Java 新手，正在尝试学习原子访问的概念。我在Java教程Oracle中看到了下面的说法。我的问题是:

1. 为什么使用原子变量访问比通过同步代码访问这些变量更有效？

2. 为什么使用原子变量访问需要程序员更加小心以避免内存一致性错误。

我很难理解这个问题。

Using simple atomic variable access is more efficient than accessing these variables through synchronized code, but requires more care by the programmer to avoid memory consistency errors. Whether the extra effort is worthwhile depends on the size and complexity of the application.

Answer 1

对(1)的回答:对于读访问，原子或非原子、同步或非同步并不重要。对于写访问，原子变量不需要锁来写入，因为对变量的所有更新都是原子发生的(要么完全发生，要么完全没有发生)例如:假设您想在多线程应用程序中执行 i++ 并且多个线程可以调用它，您需要同步 i++ 调用(因为它设置为 3 个注册表级别调用，并且您知道它可以在注册表级别调用的任何点进行上下文切换，甚至在中间)，以避免脏读和不一致的写入。而原子变量只有 1 个注册表级别调用(感谢添加了额外的寄存器以及我们利用它的语言)。由于同步开销(获取监视器锁并随后释放)，原子变量访问比通过同步代码访问这些变量更有效

对(2)的回答:java中的所有对象都需要程序员更加小心，以避免内存一致性错误，无论它是否是原子的。虽然原子变量的兄弟变量可以是原始变量而不是对象，但它不属于对象类别，因此不需要处理内存一致性错误多线程应用程序中每个对象都需要避免内存一致性错误的原因是因为每个线程堆栈在线程堆栈上本地缓存对象的副本(运行时优化)，如果它被另一个线程修改，可能会导致与堆的实际副本不同步(即使在相同的代码但不同的线程堆栈中)。一种要避免的解决方案是对可以被另一个线程频繁更改的对象使用 volatile 。此外，本地副本尝试非常快地与堆副本同步，但如果您的线程访问它的速度比同步发生的速度快，就会出现问题。

希望这可以帮助您理解原子和内存访问概念。