易变多线程

Question

我正在尝试了解 volatile 关键字及其正确使用方法。看看 Brian Goetz 的文章Java theory and practice: Fixing the Java Memory Model，我被这个例子困住了：

Map configOptions;
char[] configText;
volatile boolean initialized = false;

// In Thread A
configOptions = new HashMap();
configText = readConfigFile(fileName);
processConfigOptions(configText, configOptions);
initialized = true;

// In Thread B
while (!initialized) 
    sleep();
// use configOptions

上面的 volatile 变量用作“守卫”，表明一组共享变量已被初始化。

我知道，从 java 1.5 开始，volatile 足够强大，可以确保当线程 B 读取 volatile 变量时，它会看到线程 A 在线程 A 时可见的所有变量写入 volatile 变量。

但是如果有一个线程 C 做这样的事情呢：

// In Thread C
configOptions = new HashMap();
// put something to configOptions

我的问题：volatile 是否足够强大，以确保当线程 B 读取 volatile 变量时，它会看到来自所有线程的 all 变量。也许某种刷新所有缓存？如果不是，那么这种3线程的代码就坏了，对吧？

Answer 1

volatile 是否足够强大，以确保当线程 B 读取 volatile 变量，它查看来自所有线程的所有变量。也许有些 刷新所有缓存？

在 volatile 存储之前写入的 volatile-writing-thread 中的所有变量都是可见的。

所以没有“刷新所有缓存”的魔法。

如果不是，那么这样的3线程代码就坏了，对吧？

如果您没有正确同步，它很可能会被两个线程破坏。初始化标志被写入是有原因的。这有效地刷新了该线程上发生的所有写入。

Answer 2

在这个答案中，我将尝试解释 Java 中的 volatile 变量是什么。

那么，从哪里开始呢？

1. volatile 变量的读写操作保证是原子的，即使对于 64 位长度的变量也是如此。注意：i++; 不是原子的，因为从技术上讲它是三个变量。

2. 将一些值写入volatile 变量发生之前可以从中读取该值。您可以在 SO 上找到很多关于 happen-before 是什么的问题。 重要：在 JVM 中，它使用内存栅栏实现，store 栅栏用于写入，load 栅栏用于读取。从实际角度来看，这意味着当您从中读取一些值时，可以保证在 volatile 写入之前看到所有写入非易失性变量的值；

3. 写入 volatile 变量的值一次可供所有 CPU 和所有线程使用，无需任何 CPU 缓存。

现在，关于你的问题。

volatile 是否足够强大，以确保线程 B 在读取 volatile 变量时，可以看到来自所有线程的所有变量？

没有。它足够强大，可以确保当线程 B 从volatile 变量中读取某个值时，它会看到（将读取）来自在易失性写入之前写入的变量中的值。

也许某种刷新所有缓存？

实际上是的，在 x86 架构上，volatile write 清空存储顺序缓冲区，volatile read 清空加载顺序缓冲区。如果您想了解更多详细信息，您可能需要阅读此问题的答案：Java 8 Unsafe: xxxFence() instructions

如果不是，那么这样的3线程代码就坏了，对吧？

此代码按预期工作（我猜），因为线程 B 在读取 configOptions 之前会进行 volatile 读取，这保证了它的可见性。

Answer 3

根据语言规范 (http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-17.html#jls-17.4.4)：

对 volatile 变量 v（第 8.3.1.4 节）的写入与任何线程对 v 的所有后续读取同步（其中“后续”根据同步顺序定义）。

和

对 volatile 字段（第 8.3.1.4 节）的写入发生在对该字段的每次后续读取之前。

因此 volatile 变量本身不会出现过时缓存问题。你的问题是； “所有其他变量呢？”不，volatile 关键字只影响它所在变量的缓存：这些线程上的所有其他变量都是不同步的。