Question

根据：

http://www.ibm.com/developerworks/library/j-jtp03304/

在新内存模型下，当线程A写入易失性变量V，线程B从V读取时，保证在写入V时A可见的任何变量值对B < / p>

互联网上的许多地方声明以下代码永远不应该打印“错误”：

public class Test {
    volatile static private int a;
    static private int b;

    public static void main(String [] args) throws Exception {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread() {

                @Override
                public void run() {
                    int tt = b; // makes the jvm cache the value of b

                    while (a==0) {

                    }

                    if (b == 0) {
                        System.out.println("error");
                    }
                }

            }.start();
        }

        b = 1;
        a = 1;
    }
}

当b为1时，

a 应该为所有主题。

然而我有时会打印“错误”。这怎么可能？

Answer 1

<强>更新

对于任何感兴趣的人来说，这个bug已经针对Java 7u6 build b14进行了解决和修复。你可以在这里看到bug报告/修复

的 Report

Changeset

的 Buglist

原始答案

在考虑内存可见性/顺序时，您需要考虑它之前发生的关系。 b != 0的重要前提条件是a == 1。如果a != 1则b可以是0或1.

一旦线程看到a == 1，那么该线程就会保证看到b == 1。

在OP示例中发布Java 5，一旦while(a == 0)突破b保证为1

修改

我多次运行模拟并没有看到你的输出。

什么操作系统，Java版本＆amp;你正在测试CPU吗？

我在Windows 7，Java 1.6_24（尝试使用_31）

编辑2：

对OP和Walter Laan的称赞 - 对我来说，只有当我从64位Java切换到32位Java时才会发生（但可能不会被排除在外）64位Windows 7。

编辑3：

对tt的分配，或者更确切地说b的静态分配似乎产生了重大影响（为了证明这一点已删除int tt = b;，它应该始终有效。

b tt的加载似乎会在本地存储该字段，然后将在if coniditonal中使用该字段（对该值的引用不是tt）。因此，如果b == 0为真，则可能意味着tt的本地存储为0（此时它是一个将1分配给本地tt的竞赛）。这似乎只适用于32位Java 1.6＆amp; 7与客户端设置。

我对两个输出组件进行了比较，现在的区别就在于此。（请记住这些是片段）。

此印刷的“错误”

0x021dd753: test %eax,0x180100 ; {poll} 0x021dd759: cmp $0x0,%ecx 0x021dd75c: je 0x021dd748 ;*ifeq ; - Test$1::run@7 (line 13) 0x021dd75e: cmp $0x0,%edx 0x021dd761: jne 0x021dd788 ;*ifne ; - Test$1::run@13 (line 17) 0x021dd767: nop 0x021dd768: jmp 0x021dd7b8 ; {no_reloc} 0x021dd76d: xchg %ax,%ax 0x021dd770: jmp 0x021dd7d2 ; implicit exception: dispatches to 0x021dd7c2 0x021dd775: nop ;*getstatic out ; - Test$1::run@16 (line 18) 0x021dd776: cmp (%ecx),%eax ; implicit exception: dispatches to 0x021dd7dc 0x021dd778: mov $0x39239500,%edx ;*invokevirtual println

并且

这不会打印“错误”

0x0226d763: test %eax,0x180100 ; {poll} 0x0226d769: cmp $0x0,%edx 0x0226d76c: je 0x0226d758 ;*ifeq ; - Test$1::run@7 (line 13) 0x0226d76e: mov $0x341b77f8,%edx ; {oop('Test')} 0x0226d773: mov 0x154(%edx),%edx ;*getstatic b ; - Test::access$0@0 (line 3) ; - Test$1::run@10 (line 17) 0x0226d779: cmp $0x0,%edx 0x0226d77c: jne 0x0226d7a8 ;*ifne ; - Test$1::run@13 (line 17) 0x0226d782: nopw 0x0(%eax,%eax,1) 0x0226d788: jmp 0x0226d7ed ; {no_reloc} 0x0226d78d: xchg %ax,%ax 0x0226d790: jmp 0x0226d807 ; implicit exception: dispatches to 0x0226d7f7 0x0226d795: nop ;*getstatic out ; - Test$1::run@16 (line 18) 0x0226d796: cmp (%ecx),%eax ; implicit exception: dispatches to 0x0226d811 0x0226d798: mov $0x39239500,%edx ;*invokevirtual println

在这个例子中，第一个条目来自一个打印“错误”的运行，而第二个条目来自一个没有的错误。

工作运行似乎在测试之前正确加载并分配b等于0。

0x0226d76e: mov $0x341b77f8,%edx ; {oop('Test')} 0x0226d773: mov 0x154(%edx),%edx ;*getstatic b ; - Test::access$0@0 (line 3) ; - Test$1::run@10 (line 17) 0x0226d779: cmp $0x0,%edx 0x0226d77c: jne 0x0226d7a8 ;*ifne ; - Test$1::run@13 (line 17)

打印“错误”的运行加载了%edx
的缓存版本
0x021dd75e: cmp $0x0,%edx 0x021dd761: jne 0x021dd788 ;*ifne ; - Test$1::run@13 (line 17)

对于那些对汇编程序有更多经验的人，请权衡：）

编辑4

应该是我的最后一次编辑，因为并发开发者可以得到它，我做了测试有没有 int tt = b;再分配一些。我发现当我将最大值从100增加到1000时，如果包含int tt = b，则错误率似乎为100％，排除时则为0％。

Answer 2

基于以下JCiP的摘录，我认为你的例子永远不应该打印“错误”：

volatile变量的可见性效果超出了volatile变量本身的值。当一个线程 A 写入一个volatile变量，随后线程 B 读取同一个变量时，所有变量的值对于可见>在读取volatile变量后，写入volatile变量之前的对 B 可见。

Answer 3

您可能希望在此问题上查看并发兴趣邮件列表上的讨论主题：http://cs.oswego.edu/pipermail/concurrency-interest/2012-May/009440.html

似乎问题更容易通过客户端JVM（-client）重现。

Answer 4

在我看来，由于缺乏同步而引发问题：

注意：如果在a = 1之前b = 1 heppens，并且a是易失性而b不是，则b = 1实际上仅在a = 1完成后才为所有线程更新（根据quate的逻辑）。

代码中的内容是b = 1首先仅针对主进程更新，然后仅在volatile分配完成时才更新所有线程b。我认为也许volatile的赋值不能用作原子操作（需要指向远处，并以某种方式更新其余的引用以像挥发物一样）所以这就是我的猜测为什么一个线程读取b = 0而不是b = 1。 / p>

考虑对代码的这一更改，它显示了我的主张：

public class Test {
    volatile static private int a;
    static private int b;
    private static Object lock = new Object();


    public static void main(String [] args) throws Exception {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread() {

                @Override
                public void run() {
                    int tt = b; // makes the jvm cache the value of b

                    while (true) {
                        synchronized (lock ) {
                            if (a!=0) break;
                         }
                    }

                    if (b == 0) {
                        System.out.println("error");
                    }
                }

            }.start();
        }
        b = 1;
        synchronized (lock ) {
        a = 1;
        }  
    }
}

为什么java 5+中的volatile不能确保来自另一个线程的可见性？

4 个答案: