线程有自己的数据副本吗？

Question

我在某处读到每个线程都有自己的共享状态副本，即使我使用同步或锁来修改变量，什么保证更改的状态将被刷新到主内存而不是线程自己的内存中高速缓存。

我知道 volatile 保证并证明上述情况是合理的，即使我也知道同步证明也是合理的。

同步如何保证更改值发生在主内存而不是线程缓存内存中。

前线程 1

synchronized(this)
{
int a = 0;
a = 5;
}  ----> the value might got changed in thread's cache memory another thread entering the block could read a value as 0

volatilte int a = 0;
a = 5; ----> another executing thread will read a values as 5

Answer 1

在考虑 java 中的多线程代码时，您必须根据 happens-before 进行推理，这是 JLS 使用的，也是您应该使用的。期间。

以您的示例为例，您将volatile 和synchronized 一起咀嚼，就好像他们做同样的事情一样，有点-他们没有。即使您的示例已损坏，“其他”线程也可以看到有保证的a = 5，它必须在相同的锁上同步，而你没有。一个 jcstress 测试证明你错了（我会让你弄清楚如何准确地运行它）

@JCStressTest
@State
@Outcome(id = "1, 0", expect = Expect.ACCEPTABLE_INTERESTING, desc = "SURPRISE")
@Outcome(id = "0, 1", expect = Expect.ACCEPTABLE, desc = "whatever")
@Outcome(id = "0, 0", expect = Expect.ACCEPTABLE, desc = "whatever")
@Outcome(id = "1, 1", expect = Expect.ACCEPTABLE, desc = "whatever")
public class DifferentSynchronizedObjects {

    int x, y;
    private Object lock = new Object();

    @Actor
    public void actor1() {
        synchronized (lock) {
            x = 1;
            y = 1;
        }
    }

    @Actor
    public void actor2(II_Result r) {
        r.r1 = x;
        r.r2 = y;
    }
} 

即使你看不懂代码，它的主要“卖点”是这样的：

@Outcome(id = "1, 0", expect = Expect.ACCEPTABLE_INTERESTING, desc = "SURPRISE")

您可以将其解读为：“当您处于同步（锁定）{....} 中时，其他线程来读取 x 和 y”。那个阅读线程看到1, 0（x = 1，y = 0）现在想想。您在synchronized 块中，为什么某些线程读取x = 1 和y = 0，您不是“受保护”吗？不，你不是。如果你运行它 - 你会得到1, 0。

编辑以回复评论

您认为您正在保护对x 和y 的写入-但是由于JLS 没有做出这样的保证，这是您对事物的理解，这是错误的。就如此容易。您实际获得的唯一保护是您的作者 和 阅读器是否使用相同的锁。

优化器可能会“看到”您仅在方法内部使用 lock，因此将该代码转换为（至少在理论上）：

@Actor
public void actor1() {

    Object lock = new Object(); // < --  make lock local       

    synchronized (lock) {
        x = 1;
        y = 1;
    }
}

既然lock 现在是一个方法的本地，那么拥有它有什么意义呢？没有人可以访问它，并且完全忽略它。因此，您将获得执行两次独立写入的完全不受保护的代码。

结论是：你没有遵守JLS 给你的规则——准备好得到奇怪的结果。

Answer 2

如果不使用 synchronized 关键字（或 volatile 关键字），则无法保证当一个线程更改与其他线程共享的变量的值时，其他线程可以看到更改的值。无法保证一个线程保存在 CPU 寄存器中的变量何时“提交”到主内存，也无法保证其他线程何时从主内存“刷新”保存在 CPU 寄存器中的变量。

使用synchronized 关键字，当线程进入同步块时，它将刷新线程可见的所有变量的值（在同一个锁/对象上）。当线程退出同步块时，对线程可见的变量的所有更改以及相同的锁将被推送/更新到主内存。 其实和volatile的作品是一样的。