关于“Java并发实践”的问题示例

问题描述：

我正在查看Brian Goetz的“Java Concurrency in Practice”中的代码示例。他说，这段代码可能会停留在一个无限循环中，因为“准备好”的值可能永远不会被读者线程看到“。我不明白会发生些什么......关于“Java并发实践”的问题示例

public class NoVisibility { 
    private static boolean ready; 
    private static int number; 

    private static class ReaderThread extends Thread { 
     public void run() { 
      while (!ready) 
       Thread.yield(); 
      System.out.println(number); 
     } 
    } 

    public static void main(String[] args) { 
     new ReaderThread().start(); 
     number = 42; 
     ready = true; 
    } 
}

答

因为ready没有被标记为volatile和值可在while循环的开始被缓存，因为它不是while环路内改变。这是抖动优化代码的方式之一。

因此，这可能是线程ready = true之前启动并读取ready = false缓存是线程本地永不再读取它。

结帐the volatile keyword。

如果“就绪”是易失性的，但数字不是，是否可以将数字打印为0？ – zhiyuany 2016-07-21 22:35:56

嗨Qberticus，这只是一个澄清，如果主线程在读者线程之前完成，那么我们有机会打印第42号对吗？ – 2017-03-09 13:54:08

答

原因在代码示例之后的部分中进行了解释。

3.1.1陈旧数据

NoVisibility证明重要的是充分地同步的程序可能会导致意想不到的结果的方法：陈旧数据。当读者线程检查ready时，它可能会看到过时的值。每次访问变量时，除非使用同步，否则可能会看到该变量的陈旧值。

答

Java存储模型允许优化参考JVM访问和诸如如果它是一个单线程应用程序，除非该字段被标记为volatile或正与一个锁的访问（故事变得有点复杂实际上有锁）。

在这个例子中，你所提供的JVM可以推断，ready场可能不是当前线程中进行修改，所以它会与false取代!ready，引起无限循环。将该字段标记为volatile将导致JVM每次都检查字段值（或至少确保ready更改传播到正在运行的线程）。

只是有点好奇，为什么JVM会不小心用'false'替换'！ready'？ ''ready''不是'ReaderThread'中的字段。 – sleepsort 2013-06-27 14:51:26

因为除非它被标记为易失性，否则JVM没有义务根据Java内存模型重新读取它。这种优化（变量提升）实际上很常见。 – assylias 2015-11-30 09:10:35

答

private static boolean ready; 
private static int number;

内存模型可以工作的方式是，每个线程可以读取和写入自己的这些变量的拷贝（问题影响非静态成员变量太）。这是底层架构可以工作的结果。

Jeremy Manson and Brian Goetz：

在多处理器系统，处理器通常具有存储器缓存，这两者通过加快对数据的访问（因为数据是更靠近处理器）和减少交通提高性能的一个或多个层共享内存总线（因为许多内存操作可以通过本地缓存来满足）。内存缓存可以极大地提高性能，但是它们提出了许多新的挑战。例如，当两个处理器同时检查相同的内存位置时会发生什么？在什么条件下他们会看到相同的价值？

所以，在你的例子，两个线程可能在不同的处理器，在自己的，独立缓存的一个副本ready运行，每个。 Java语言提供了volatile和机制以确保线程看到的值同步。

谢谢大家 - 现在有道理。所以这是JVM将Java代码映射为可执行代码的具体方式。我认为在C++中会出现类似的问题？有谁知道C++如何处理这个问题？ – 2009-12-17 14:48:54

答

问题源于硬件 - 每个CPU在缓存一致性，内存可见性和操作重新排序方面具有不同的行为。 Java在这里比C++更好，因为它定义了一个所有程序员都可以信赖的跨平台内存模型。当Java运行在内存模型比Java内存模型所需内存模型更弱的系统上时，JVM必须弥补差异。

像C的语言“继承”底层硬件的内存模型。正在进行的工作是为C++提供正式的内存模型，以便C++程序在不同的平台上可以表达同样的意思。

我不知道这是不是真正的布莱恩戈茨，但为了真正把这一点推到家里，我很想看到一个实际上失败的例子。我已经试过了示例代码，即使执行很多次，也无法让它失败。有什么建议？ – jbu 2017-06-03 09:30:10

答

public class NoVisibility { 

    private static boolean ready = false; 
    private static int number; 

    private static class ReaderThread extends Thread { 

     @Override 
     public void run() { 
      while (!ready) { 
       Thread.yield(); 
      } 
      System.out.println(number); 
     } 
    } 

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
     new ReaderThread().start(); 
     number = 42; 
     Thread.sleep(20000); 
     ready = true; 
    } 
}

放置Thread.sleep（）方法调用20秒会发生什么是JIT将在这20秒踢，这将优化检查和缓存值，或者干脆删除的条件。所以代码在可见性方面会失败。

要阻止发生这种情况，您必须使用volatile。

在数十次试验后，这似乎不会失败。使用java 1.8 – jbu 2017-06-03 09:24:57

关于“Java并发实践”的问题示例

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