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java: `volatile` 带有 getter 和 setter 的私有(private)字段

coder 2023-08-29 原文

如果在多线程中使用实例化，我们是否应该将私有(private)字段声明为volatile？

在Effective Java ，有一个例子，如果没有 volatile，代码就无法工作:

import java.util.concurrent.TimeUnit;

// Broken! - How long would you expect this program to run?
public class StopThread {
    private static boolean stopRequested; // works, if volatile is here

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread backgroundThread = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                int i = 0;
                while (!stopRequested)
                    i++;
            }
        });
        backgroundThread.start();
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        stopRequested = true;
    }
}

解释是这样说的

while(!stopRequested)
    i++;

优化成这样:

if(!stopRequested)
    while(true)
        i++;

因此后台线程看不到 stopRequested 的进一步修改，因此它会永远循环。 (顺便说一句，该代码在 JRE7 上没有 volatile 就终止了。)

现在考虑这个类:

public class Bean {
    private boolean field = true;

    public boolean getField() {
        return field;
    }

    public void setField(boolean value) {
        field = value;
    }
}

和一个线程如下:

public class Worker implements Runnable {
    private Bean b;

    public Worker(Bean b) {
        this.b = b;
    }

    @Override
    public void run() {
        while(b.getField()) {
            System.err.println("Waiting...");
            try { Thread.sleep(1000); }
            catch(InterruptedException ie) { return; }
        }
    }
}

以上代码在不使用 volatiles 的情况下按预期工作:

public class VolatileTest {
    public static void main(String [] args) throws Exception {
        Bean b = new Bean();

        Thread t = new Thread(new Worker(b));
        t.start();
        Thread.sleep(3000);

        b.setField(false); // stops the child thread
        System.err.println("Waiting the child thread to quit");
        t.join();
        // if the code gets, here the child thread is stopped
        // and it really gets, with JRE7, 6 with -server, -client
    }
}

我认为由于公共(public) setter，编译器/JVM 永远不应该优化调用 getField() 的代码，但是 this article说有一些“Volatile Bean”模式(模式#4)，应该应用于创建可变的线程安全类。 更新:也许那篇文章仅适用于 IBM JVM？

问题是:JLS 的哪一部分明确或隐含地指出具有公共(public) getter/setter 的私有(private)原始字段必须声明为 volatile(或者他们不必声明)？

抱歉，问题很长，我试着详细解释了问题。如果有什么不清楚的地方，请告诉我。谢谢。

最佳答案

The question is: which part of JLS explicitly or implicitly says that private primitive fields with public getters/setters must be declared as volatile (or they don't have to)?

JLS 内存模型不关心 getter/setter。从内存模型的角度来看，它们是空操作——您也可以访问公共(public)字段。将 boolean 值包装在方法调用后面不会影响其内存可见性。您的后一个示例完全靠运气。

Should we declare the private fields as volatile if the instanced are used in multiple threads?

如果要在多线程环境中使用一个类(bean)，您必须以某种方式考虑到这一点。使私有(private)字段 volatile 是一种方法:它确保每个线程都能看到该字段的最新值，而不是任何缓存/优化过的陈旧值。但是并没有解决atomicity的问题.

The article you linked to适用于任何遵循 JVM 规范(JLS 所依赖的)的 JVM。根据 JVM 供应商、版本、标志、计算机和操作系统、运行程序的次数(HotSpot 优化通常在第 10000 次运行后开始)等，你会得到不同的结果，所以你真的必须理解规范并认真遵守遵守规则以创建可靠的程序。在这种情况下进行实验并不是了解事情如何工作的好方法，因为 JVM 可以按照它想要的任何方式运行，只要它符合规范，而且大多数 JVM 确实包含各种动态优化的负载。

关于java: `volatile` 带有 getter 和 setter 的私有(private)字段，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/10996669/

私有volatilecodepublicjavamemory-modeljava-memory-model

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