同步和可见范围答案

【问题标题】：Synchronized and the scope of visibility同步和可见范围
【发布时间】：2013-01-15 00:06:35
【问题描述】：

我一直在阅读有关 Java 并发性的内容，但忘记了使用相同锁的两个线程中的同步块也会影响变量的可见性，即使它们没有被定义为“易失性”。如果我有这样的代码

Object lock = new Object();
boolean a = false, b = false, c = false;

void threadOne() {

   a = true;
   synchronized(lock) {
      b = true;
   }
   c = true;

}

void threadTwo() {

   while (true) {
      synchronized(lock) {
         if (a && b && c) break;
      }
   } 

}

...而threadOne和threadTwo会被不同的线程调用：

是否保证代码会跳出while循环？
如果我们从方程中删除变量 c 会怎样？我想知道是否只有 b 保证在 threadTwo 中可见，因为它在同步块内。

【问题讨论】：

标签： java concurrency synchronized java-memory-model

【解决方案1】：

是否保证代码会跳出while循环？

没有。 Java 内存模型是根据“happens before”关系定义的：

两个动作可以通过happens-before关系排序。如果一个动作发生在另一个动作之前，那么第一个动作对第二个动作可见并在第二个动作之前排序。

规范接着说：

如果动作 x 与后续动作 y 同步，那么我们也有 hb(x, y)。

hb 代表发生在之前，并且

监视器 m 上的解锁操作与 m 上的所有后续锁定操作同步（其中“后续”根据同步顺序定义）。

还要注意：

如果 hb(x, y) 和 hb(y, z)，则 hb(x, z)。

因此，在您的示例中，b 周围的 synchronized(lock) 将为以下读取建立发生前的关系，因此b 的值保证在也使用synchronized(lock) 的其他线程中可见.明确地，

hb(write to b in threadOne, unlock in threadOne) AND 
hb(unlock in threadOne, lock in threadTwo) AND 
hb(lock in threadTwo, read from a in threadTwo) IMPLIES 
hb(write to b in threadOne, read from b in threadTwo)

同样，a 将保证对其他线程可见。明确地，

hb(write to a in threadOne, lock in threadOne) AND 
hb(lock in threadOne, unlock in threadOne) AND 
hb(unlock in threadOne, lock in threadTwo) AND 
hb(lock in threadTwo, read a in threadTwo) IMPLIES 
hb(write to a in threadOne, read a in threadTwo).

c 的写入和后续读取没有发生前的关系，因此，根据规范，c 的写入不一定对threadTwo 可见。

如果我们从方程中删除变量 c 会怎样？我想知道是否只有 b 保证在 threadTwo 中可见，因为它在同步块内。

是的，见上文。

【讨论】：

【解决方案2】：

假设每个线程共享您在问题中定义的（不完整）类的相同实例：

是否保证代码会跳出while循环？

在实践中，是的。锁只在 threadOne 方法中设置 b 的时间很短。 threadTwo 中有足够的上下文切换，以便 threadOne 能够执行同步块。 “在实践中”的意思是：在极不可能的情况下（以及实施不佳的 JVM 线程），threadOne 可能会被排除在同步块之外，而 threadTwo 继续为 if 检查重新获取同步锁。（事实上，我挑战任何人来制作一个 OPs 场景没有完成的工作示例）。

如果我们从方程中删除变量 c 会怎样？我想知道如果只有 b 保证在 threadTwo 中可见，因为它在里面同步块。

一样。实际上，是的。

为了获得额外的荣誉（挑战），找到一个执行以下代码的 JVM，这样它就不会终止：

public class SyncTest {

  public static void main(String args[]) throws Exception {

          final Shared s = new Shared();
          Thread t1 = new Thread () { public void run() { s.threadOne(); } };
          Thread t2 = new Thread () { public void run() { s.threadTwo(); } };

          t2.start();
          t1.start();
  }
}

class Shared {

  Object lock = new Object();
  boolean a = false, b = false, c = false;

  void threadOne() {
    a = true;
    synchronized(lock) {
       b = true;
    }
    c = true;
  }

  void threadTwo() {
    while (true) {
      synchronized(lock) {
         if (a && b && c) break;
      }
    }
  }
}

【讨论】：