故事背景
小米是一家互联网大厂的Java开发工程师，最近在准备面试题。他的朋友小明在另一家公司面试Java后端工程师，面试回来一脸生无可恋：“面试官上来就问 synchronized 和 volatile 的区别，我结巴了半天，最后被怼得体无完肤！” 小米哈哈大笑：“这个问题很好回答啊，我来给你讲讲。” 于是，一场关于 Java 并发的讨论就此展开……
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synchronized 和 volatile 的基本概念
小米清了清嗓子，开始讲解：
“我们写 Java 代码时，多线程编程是绕不开的一个话题，而 synchronized 和 volatile 这两个关键字，都是 Java 提供的线程同步手段。”
1、synchronized：独占锁，保证原子性和可见性
- synchronized 是 Java 提供的关键字，它表示只有一个线程可以获取作用对象的锁，进入同步代码块，其他线程必须等待。
- 这样可以防止多个线程并发修改共享资源，保证变量的可见性和原子性，防止线程安全问题。
2、volatile：内存可见性，防止指令重排序
volatile 关键字用于修饰变量，它告诉 CPU 和编译器：
- 这个变量不能被缓存，必须从主存（内存）中读取。
- 禁止指令重排序，防止CPU对代码执行顺序进行优化，导致多线程环境下的程序异常。
小明点点头：“听起来好像都能用来解决并发问题啊？它们的区别到底在哪？”
synchronized 和 volatile 的核心区别
小米笑着说：“这正是面试官的坑点！虽然它们都跟线程安全有关，但作用完全不同。”
1、修饰对象的范围不同
小米举例：“比如你有一个 count 变量，你可以用 volatile 让它的修改对所有线程可见。但如果你要保证 count++ 这个操作的原子性，那 volatile 就不行了，必须用 synchronized。”
2、是否保证原子性
小明皱眉：“等等，那如果 volatile 不能保证原子性，它的用武之地在哪？”
小米解释：“volatile 适用于单一变量的状态标记，比如双重检查锁（DCL）模式下的 instance 变量，或者是 boolean flag 这样的简单开关变量。而 synchronized 适用于复杂逻辑操作，比如 count++ 这种需要原子性保护的操作。”
synchronized 和 volatile 的其他区别
小米继续深入讲解：
1、是否会造成线程阻塞
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2、是否会被编译器优化
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小明惊讶：“原来 Java 还这么智能，synchronized 还能被优化？”
小米点头：“对的！Java 1.6 以后，synchronized 进行了很多优化，比如：
- 偏向锁：如果一个线程一直在使用同一个锁，JVM 就不会频繁地加锁和释放锁。
- 轻量级锁：多个线程尝试竞争锁时，不会立即进入阻塞状态，而是使用 CAS 方式尝试加锁，提高性能。
- 锁消除、锁膨胀：JVM 会根据实际情况优化锁的使用。”
面试中如何回答 synchronized 和 volatile 的区别
小米总结了一套“黄金答题模板”：
“如果面试官问 synchronized 和 volatile 的区别，你可以这么答：
- volatile只能修饰变量，synchronized 既能修饰变量，也能修饰方法和代码块。
- volatile保证变量的可见性，但不保证原子性；synchronized同时保证可见性和原子性。
- volatile不会造成线程阻塞，而 synchronized 可能会导致线程阻塞。
- volatile不能被编译器优化，而 synchronized 通过 JVM 的优化（如偏向锁、轻量级锁）能提高性能。
- volatile 适用于状态标记等简单场景，而 synchronized 适用于临界区保护、多个操作组合的场景。”
小明眼睛一亮：“听你这么一说，我感觉能答出个八九不离十了！”
真实场景下的选择
小米最后补充道：“不过，面试官可能还会问你——在真实项目中该怎么选？ 你可以告诉他：”
- 如果只是想让变量的修改对所有线程可见，且不涉及复合操作（如count++），可以用 volatile。
- 如果需要保证线程安全，操作需要原子性，那就用 synchronized（或者 Lock 机制）。
- 如果涉及高并发，还可以考虑 ReentrantLock，它比 synchronized 更灵活。
面试官的 “坑” 及应对
小米最后提醒：“面试官喜欢挖坑，比如问你：”
1、volatile 适用于哪些场景？
- 适用于状态标记（比如 boolean flag），单例模式的双重检查锁（DCL）。
2、为什么 volatile 不能保证原子性？
- 因为 volatile 只是保证了线程可见性，但 count++ 这样的操作是 读取-计算-写入，中间有多个步骤，volatile 无法保证其不被其他线程干扰。
3、为什么 synchronized 能保证原子性？
- 因为 synchronized 会让线程独占锁，保证操作的完整性，其他线程必须等待锁释放。
