在 volatile 变量写入之后写入的变量的可见性答案

【问题标题】：The visibility of variable which write after volatile variable write在 volatile 变量写入之后写入的变量的可见性
【发布时间】：2021-04-01 08:26:38
【问题描述】：

public class Test {
    private static volatile boolean flag = false;
    private static int i = 1;
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            flag = true;
            i += 1;
        }).start();
        new Thread(() -> {
            while (!flag) {
                if (i != 1) {
                    System.out.println(i);
                }
            }
            System.out.println(flag);
            System.out.println(i);
        }).start();
    }
}

变量i写在volatile变量标志之后，但代码输出true 2。看来第一个线程对i的修改对第二个线程可见。

根据我的理解，变量i应该写在flag之前，这样第二个线程才能知道变化。

【问题讨论】：

标签： java multithreading parallel-processing volatile

【解决方案1】：

根据语言标准（§17.4）：

一个字段可能被声明为 volatile，在这种情况下，Java 内存模型确保所有线程看到变量的一致值

因此，非正式地，所有线程都可以查看该变量的必须更新值。

然而，volatile子句不仅意味着确保目标变量的可见性保证，还意味着full volatile visibility guarantee，即：

实际上，Java volatile 的可见性保证超出了 volatile 变量本身。可见性保证如下：

如果线程 A 写入 volatile 变量，随后线程 B 读取相同的 volatile 变量，然后所有变量对 Thread 可见 A 在写入 volatile 变量之前，也会对 Thread 可见 B 读取 volatile 变量后。

如果线程 A 读取 volatile 变量，然后所有变量都对线程 A 可见读取 volatile 变量也会从主存中重新读取。

根据我的理解，变量我应该写在前面 flag，那么第二个线程就可以知道变化了。

“在写入 volatile 变量之前对线程 A 可见的所有变量”，它不是指对这些变量的操作。

【讨论】：

【解决方案2】：

您的代码遭受数据争用。

数据竞争是指同一地址有 2 个内存操作未按先发生关系排序，并且这些操作中至少有一个是写入。

在这种情况下，写入i 是问题所在。

写入i 是在写入易失性变量flag 之后，因此在写入i 和读取i 之间没有任何关系。

如果你在写flag之前写i，那么在关系之前会发生以下情况：

由于程序顺序规则，i 的写入发生在 flag 的写入之前
由于 volatile 变量规则，flag 的写入发生在 flag 的读取之前（在硬件级别，这是缓存一致性的任务）。
由于程序顺序规则，flag 的读取发生在 i 的读取之前。

因为发生在关系之前是可传递的，所以i 的写入发生在i 的读取之前。

所以就像您已经指出的那样，如果您将i 的写入移动到标志的写入之前；数据竞赛已经结束。

【讨论】：

【解决方案3】：

内存模型定义了保证，但是任何事情都可能发生在它们之上。

在 x86 上，所有写入都具有释放语义，一旦您写入变量，它的更新值将尽快从其他线程可见。

因此，写入 volatile 变量之前的操作发生在读取它之后的操作之前，并不能阻止写入它之后的操作在读取它之后变得可见。

【讨论】：