易变变量和其他变量答案

【问题标题】：Volatile variables and other variables易变变量和其他变量
【发布时间】：2012-09-08 10:36:14
【问题描述】：

以下来自经典Concurency in Practice：

当线程 A 写入 volatile 变量，随后线程 B 读取相同的变量，all 变量的值在写入 volatile 变量之前对 A 可见，变为可见读取 volatile 变量后到 B。

我不确定我是否能真正理解这句话。例如，在这种情况下，所有变量是什么意思？这是否意味着使用volatile 对使用非易失性变量也有副作用？
在我看来，这句话有一些我无法理解的微妙含义。
有什么帮助吗？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

你的问题的答案在JLS #17.4.5:

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。

所以如果在一个线程中你有

aNonVolatileVariable = 2 //w1
aVolatileVariable = 5 //w2

随后在另一个线程中：

someVariable = aVolatileVariable //r1
anotherOne = aNonVolatileVariable //r2

您可以保证anotherOne 将等于 2，即使该变量不是易失性的。所以是的，使用 volatile 对使用非易失性变量也有副作用。

更详细地说，这是由于 Java 内存模型 (JMM) 在同一部分中提供的另外 2 个保证：线程内顺序和传递性（hb(x,y) 表示 x 发生在 y 之前）：

如果 x 和 y 是同一线程的操作，并且 x 在程序顺序中位于 y 之前，则 hb(x, y)。
[...]
如果 hb(x, y) 和 hb(y, z)，那么 hb(x, z)。

在我的例子中：

所以你可以通过传递性得出结论 hb(w1, r2)。

JMM 保证程序的所有执行都将是顺序一致的（即看起来好像没有重新排序），如果它与之前发生的关系正确同步。所以在这种特定情况下，非易失性读取保证看到非易失性写入的效果。

【讨论】：

对不起，我看不出这个保证是如何从JSL的声明中得出的。它所说的只是对易失性happens-before的写入是对字段的读取。这是怎么做到的还保证在另一个线程中anotherOne 可见为2?
我了解hb(w1, r2)。到目前为止还可以。但是为什么这里强制要求2 的更新值是可见的？不可能，写发生之前，但读取使用的是缓存值而不是来自w1 的值？这是我无法获得的部分。hb(w1, r2) 的定义是否还包括可见性方面？
@Cratylus The JMM guarantees that a program that is correctly synchronized (with happens-before relationships) will be sequentially consistent: “这对程序员来说是一个非常有力的保证。[...] 一旦确定代码正确同步，程序员就不需要担心重新排序会影响他或她的代码。”
@Cratylus 在同一部分中 JLS 的另一个引用：“在发生前一致的一组操作中，每次读取都会看到一次写入，而发生前的顺序允许它看到。”
这些评论不是解决了由于重新排序导致的不可见性吗？好的重新排序不会发生，但是在寄存器中缓存值呢？

【解决方案2】：

这意味着如果你写入十个非易失性变量并写入一个易失性变量，所有非易失性变量必须在易失性变量之前设置。

如果您读取 volatile 变量和所有非 volatile 变量，您可以确定不会交换顺序。

【讨论】：

你在说什么顺序？volatile 变量不能重新排序，好的。所以volatile 变量不应该用非易失性重新排序并最后写入。但是非易失性变量的顺序仍然可以更改，对吧？
在 volatile 变量中设置的值的顺序不能相对于其他变量（volatile 或其他变量）改变，但对于非 volatile 变量可能会发生这种情况。这意味着当您设置一个 volatile 变量时，所有先前设置的值都将被缓存一致，即使它们不是 volatile。
什么是缓存一致性？它们也不会被缓存？
它们将被缓存，但 CPU 确保每个缓存看到相同的值（或会按需请求）每个 Socket 都有多个 2 或 3 级缓存。它们有一个通信总线，以确保它们在需要时相互同步。甚至多个套接字也会进行通信以保持同步，从而避免从主内存中写入/读取值。
但是为什么非易失性变量需要并保证这种同步？仅仅因为它们发生在写入volatile之前出现，它们会受到怎样的影响？