为什么使用两个 volatile 变量进行重新排序？

Question

我正在尝试调查在 java 环境中重新排序的行为（使用 JDK 9-ea+170）并发现了一件我无法为自己解释的事情，所以我很高兴听到一些关于它的说明。这是一个例子：

public class Client {
    int x;
    int y;
    public void test() {
        x++;
        y++;
    }
    public static void main(String[] args) {
        Client c = new Client();
        while(c.y <= c.x) new Thread(() -> c.test()).start();
        System.out.println(c.x + " " + c.y);
    }
}

这个程序有一个 test() 方法，它只增加 x 和 y 值。我正在创建新线程并调用它test()，直到一些内部 java 优化不改变x++; y++;指令（）的顺序。这样我证明重新排序确实发生了。并且程序大部分时间都结束了（这是预期的）。 现在我给 y 添加了 volatile 修饰符：

public class Client {
    int x;
    volatile int y;
    public void test() {
        x++;
        y++;
    }
    public static void main(String[] args) {
        Client c = new Client();
        while(c.y <= c.x) new Thread(() -> c.test()).start();
        System.out.println(c.x + " " + c.y);
    }
}

这个程序永远不会结束，因为 volatile 保证 volatile 之前的所有指令都将被刷新到内存中，所以 x++; 总是在 y++; 之前执行，并且不可能有 y > x。这也是我理解的预期。但在那之后，我也将 volatile 添加到 int x;，现在我可以再次看到重新排序，所以程序大部分时间都结束了：

public class Client {
    volatile int x;
    volatile int y;
    public void test() {
        x++;
        y++;
    }
    public static void main(String[] args) {
        Client c = new Client();
        while(c.y <= c.x) new Thread(() -> c.test()).start();
        System.out.println(c.x + " " + c.y);
    }
}

为什么还要在这里进行重新排序？

Answer 1

这不是重新排序的证据。事实上，正在发生的事情是++ 上的volatile 不是原子的结果。例如，在更新变量之一（x）时，考虑以下两个线程（A 和B）的交错操作：

thread A: load x -> temp
thread B: load x -> temp
thread A: temp = temp + 1
thread B: temp = temp + 1
thread A: save temp -> x
thread B: save temp -> x

如果您使用该交错处理这些操作，您会发现您已经失去了对x 的计数。这足以让c.y <= c.x 偶尔失败。

（“丢失计数”行为也可能发生在 y ... 这解释了为什么这个实验只在某些时候失败。）