【JAVA语言并发编程】之十八:第五篇中volatile意外问题的正确分析解答(含代码)
Vivian 2018-07-03 来源 : 阅读 694 评论 0

摘要:本文主要向大家介绍了【JAVA语言并发编程】之十八:第五篇中volatile意外问题的正确分析解答(含代码),通过具体的内容向大家展示,希望对大家学习JAVA语言有所帮助。

    本文主要向大家介绍了【JAVA语言并发编程】之十八:第五篇中volatile意外问题的正确分析解答(含代码),通过具体的内容向大家展示,希望对大家学习JAVA语言有所帮助。

    在《Java并发编程学习笔记之五:volatile变量修饰符—意料之外的问题》一文中遗留了一个问题,就是volatile只修饰了missedIt变量,而没修饰value变量,但是在线程读取value的值的时候,也读到的是最新的数据。但是在网上查了很多资料都无果,看来很多人对volatile的规则并不是太清晰,或者说只停留在很表面的层次,一知半解。

    这两天看《深入Java虚拟机——JVM高级特性与最佳实践》第12章:Java内存模型与线程,并在网上查阅了Java内存模型相关资料,学到了不少东西,尤其在看这篇文章的volatile部分的讲解之后,算是确定了问题出现的原因。

    首先明确一点:假如有两个线程分别读写volatile变量时,线程A写入了某volatile变量,线程B在读取该volatile变量时,便能看到线程A对该volatile变量的写入操作,关键在这里,它不仅会看到对该volatile变量的写入操作,A线程在写volatile变量之前所有可见的共享变量,在B线程读同一个volatile变量后,都将立即变得对B线程可见。

   回过头来看文章中出现的问题,由于程序中volatile变量missedIt的写入操作在value变量写入操作之后,而且根据volatile规则,又不能重排序,因此,在线程B读取由线程A改变后的missedIt之后,它之前的value变量在线程A的改变也对线程B变得可见了。

     我们颠倒一下value=50和missedIt=true这两行代码试下,即missedIt=true在前,value=50在后,这样便会得到我们想要的结果:value值的改变不会被看到。

    这应该是JDK1.2之后对volatile规则做了一些修订的结果。

 

    修改后的代码如下:

[java] view plain copy

1. public class Volatile extends Object implements Runnable {  

2.     //value变量没有被标记为volatile  

3.     private int value;    

4.     //missedIt变量被标记为volatile  

5.     private volatile boolean missedIt;  

6.     //creationTime不需要声明为volatile,因为代码执行中它没有发生变化  

7.     private long creationTime;   

8.   

9.     public Volatile() {  

10.         value = 10;  

11.         missedIt = false;  

12.         //获取当前时间,亦即调用Volatile构造函数时的时间  

13.         creationTime = System.currentTimeMillis();  

14.     }  

15.   

16.     public void run() {  

17.         print("entering run()");  

18.   

19.         //循环检查value的值是否不同  

20.         while ( value < 20 ) {  

21.             //如果missedIt的值被修改为true,则通过break退出循环  

22.             if  ( missedIt ) {  

23.                 //进入同步代码块前,将value的值赋给currValue  

24.                 int currValue = value;  

25.                 //在一个任意对象上执行同步语句,目的是为了让该线程在进入和离开同步代码块时,  

26.                 //将该线程中的所有变量的私有拷贝与共享内存中的原始值进行比较,  

27.                 //从而发现没有用volatile标记的变量所发生的变化  

28.                 Object lock = new Object();  

29.                 synchronized ( lock ) {  

30.                     //不做任何事  

31.                 }  

32.                 //离开同步代码块后,将此时value的值赋给valueAfterSync  

33.                 int valueAfterSync = value;  

34.                 print("in run() - see value=" + currValue +", but rumor has it that it changed!");  

35.                 print("in run() - valueAfterSync=" + valueAfterSync);  

36.                 break;   

37.             }  

38.         }  

39.         print("leaving run()");  

40.     }  

41.   

42.     public void workMethod() throws InterruptedException {  

43.         print("entering workMethod()");  

44.         print("in workMethod() - about to sleep for 2 seconds");  

45.         Thread.sleep(2000);  

46.         //仅在此改变value的值  

47.         missedIt = true;  

48. //      value = 50;  

49.         print("in workMethod() - just set value=" + value);  

50.         print("in workMethod() - about to sleep for 5 seconds");  

51.         Thread.sleep(5000);  

52.         //仅在此改变missedIt的值  

53. //      missedIt = true;  

54.         value = 50;  

55.         print("in workMethod() - just set missedIt=" + missedIt);  

56.         print("in workMethod() - about to sleep for 3 seconds");  

57.         Thread.sleep(3000);  

58.         print("leaving workMethod()");  

59.     }  

60.   

61. /* 

62. *该方法的功能是在要打印的msg信息前打印出程序执行到此所化去的时间,以及打印msg的代码所在的线程 

63. */  

64.     private void print(String msg) {  

65.         //使用java.text包的功能,可以简化这个方法,但是这里没有利用这一点  

66.         long interval = System.currentTimeMillis() - creationTime;  

67.         String tmpStr = "    " + ( interval / 1000.0 ) + "000";       

68.         int pos = tmpStr.indexOf(".");  

69.         String secStr = tmpStr.substring(pos - 2, pos + 4);  

70.         String nameStr = "        " + Thread.currentThread().getName();  

71.         nameStr = nameStr.substring(nameStr.length() - 8, nameStr.length());      

72.         System.out.println(secStr + " " + nameStr + ": " + msg);  

73.     }  

74.   

75.     public static void main(String[] args) {  

76.         try {  

77.             //通过该构造函数可以获取实时时钟的当前时间  

78.             Volatile vol = new Volatile();  

79.   

80.             //稍停100ms,以让实时时钟稍稍超前获取时间,使print()中创建的消息打印的时间值大于0  

81.             Thread.sleep(100);    

82.   

83.             Thread t = new Thread(vol);  

84.             t.start();  

85.   

86.             //休眠100ms,让刚刚启动的线程有时间运行  

87.             Thread.sleep(100);    

88.             //workMethod方法在main线程中运行  

89.             vol.workMethod();  

90.         } catch ( InterruptedException x ) {  

91.             System.err.println("one of the sleeps was interrupted");  

92.         }  

93.     }  

94. }  

    执行结果如下:

【JAVA语言并发编程】之十八:第五篇中volatile意外问题的正确分析解答(含代码)

    很明显,这其实并不符合使用volatile的第二个条件:该变量要没有包含在具有其他变量的不变式中。因此,在这里使用volatile是不安全的。


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