volatile 与 synchronized 的差异：多图文详细解析

在 Java 并发编程中，volatile 和 synchronized 是两个重要的关键字，用于处理多线程环境下的同步和可见性问题。尽管它们都旨在确保线程安全，但在工作机制和适用场景上存在显著差异。

volatile 关键字主要用于保证变量的可见性。当一个变量被声明为 volatile 时，它的值对于多个线程来说是及时更新的。这意味着，当一个线程修改了 volatile 变量的值，其他线程能够立即看到这个修改。然而，volatile 并不能保证原子性，也就是说，对于复合操作（如 i++），它无法保证操作的完整性。

通过一张简单的示意图可以看到，多个线程在访问 volatile 变量时，不会出现读取到“过期”数据的情况，因为 volatile 强制线程从主内存中获取最新的值。

synchronized 关键字则不仅保证了可见性，还能保证原子性和互斥性。当一个线程获取到 synchronized 锁时，其他线程必须等待该线程释放锁后才能执行被同步的代码块。这有效地防止了多个线程同时访问和修改共享资源导致的数据不一致问题。

例如，在一个银行转账的场景中，如果没有使用 synchronized 来同步转账操作，可能会出现资金错误的情况。而使用了 synchronized 后，就能确保在同一时间只有一个线程能够进行转账操作，保证了数据的准确性。

通过一张流程对比图，可以清晰地看到在多线程环境下，使用 volatile 和 synchronized 时线程执行的不同路径和结果。

volatile 适用于对变量的读操作远远多于写操作的情况，并且只需要保证变量的可见性，而不需要保证原子性。而 synchronized 则适用于更复杂的同步需求，特别是需要保证操作的原子性和互斥性的场景。

在实际编程中，需要根据具体的业务需求和场景来选择使用 volatile 还是 synchronized，以实现高效且正确的多线程编程。