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java - 在什么情况下其他线程看不到对非 volatile 变量的写入？我可以出于实验目的强制这样的条件吗？

coder 2024-03-31 原文

我最近在 SO 和其他地方阅读了很多关于线程内存管理的内容，特别是 volatile 关键字的使用。我开始对这个概念有相当的信心，但是，为了充分理解它的效果，我想尝试运行一些实验来说明它。

这是我的设置:我有一个生产者线程(它从麦克风读取音频数据，与我的 previous question 相关，但实际数据并不重要)，它以 byte[]<> 到一个单独的消费者线程。线程之间共享数据的方式是我实验中的主要变量:我尝试了一个ArrayBlockingQueue；我尝试了一个共享的 volatile byte[] 引用(使用 array = array 自引用，如 this blog post 中所推荐)；我还尝试了一个没有自引用的普通非 volatile byte[] 。两个线程同时将数据写入磁盘。

我希望发现，在运行一段时间后，非 volatile byte[] 版本会在生产者尝试共享的数据与生产者尝试共享的数据之间存在差异由于某些内存写入不及时可见，消费者读取数据，而其他两个版本将具有每个线程记录的完全相同的数据，因为采取了确保内存写入发布的预防措施。然而，碰巧的是，无论我使用什么方法，我都发现 100% 准确。

我已经想到了为什么会发生这种情况的几种可能性，但我的主要问题是:在什么情况下写入另一个线程看不到的非 volatile 变量，就目前而言我的理解是 volatile 的全部意义所在？ 我可以出于实验目的强制这些条件吗？

目前我的想法是:

  • 也许这两个线程在同一个内核上运行并共享同一个缓存，因此内存写入立即可见？
  • 也许 CPU 负载是一个因素？在我发现任何问题之前，也许我需要许多线程都在做不同的事情？
  • 也许我需要等待更长的时间:也许这样的问题非常罕见？

谁能建议我如何设计这样的实验或解释为什么我的想法有缺陷？

非常感谢。

最佳答案

您将无法在 x86 上轻松观察代码中缺少屏障的​​影响，因为它具有相当强大的内存模型。但这并不意味着相同的代码不会在不同的架构上崩溃。在 x86 上，您通常需要使用 JIT 编译器并帮助它进行 volatile 变量不允许的优化，例如变量提升。

下面的代码，在我有热点 7u25 服务器的机器上，如果变量是非 volatile 的，则永远不会结束，但如果是，则立即停止。您可能需要根据您的机器更改 sleep 延迟。

public class Test {

    static /* volatile */ boolean done = false;

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Runnable waiter = new Runnable() {
            @Override public void run() {
                while(!done);
                System.out.println("Exited loop");
            }
        };
        new Thread(waiter).start();
        Thread.sleep(100); //wait for JIT compilation
        done = true;
        System.out.println("done is true");
    }
}

关于java - 在什么情况下其他线程看不到对非 volatile 变量的写入？我可以出于实验目的强制这样的条件吗？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/18491937/

volatile出于codesectionjavamultithreadingnon-volatile

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