为什么 volatile 无法正常工作答案

【问题标题】：Why volatile is not working properly为什么 volatile 无法正常工作
【发布时间】：2012-07-26 13:37:18
【问题描述】：

今天我正在使用TimerTask 创建一个超时作业，但遇到了一个新问题，我有一个static volatile boolean 变量flag。我的理解是，一旦此变量的值发生更改，所有正在运行的thread 都会通知它。但是当我运行这个程序时，我得到了以下输出，这是不可接受的。

O/P：

--------------
--------------
DD
BB
Exiting process..
CC

我的期望是我的最后一次打印应该是Exiting process.. 为什么会出现这种奇怪的行为？

我的代码是：

public class TimeOutSort {

    static volatile boolean flag = false;

    public static void main(String[] args) {

        Timer timer = new Timer();
        timer.schedule(new TimerTask() {

            @Override
            public void run() {

                flag = true;
                System.out.println("Exiting process..");
                // System.exit(0);
            }
        }, 10 * 200);

        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                while (!flag)
                    System.out.println("BB");

            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                while (!flag)
                    System.out.println("CC");

            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {

            @Override
            public void run() {
                while (!flag)
                    System.out.println("DD");

            }
        }).start();
    }

}

编辑：我怎样才能做到这一点？

【问题讨论】：

因为线程执行顺序没有保证！！
您是说volatile 不起作用还是您没有正确使用它？ ;)
我不是在谈论排序，我只是好奇我的标志一旦变为真，为什么 while 循环中的语句会被执行？
@PeterLawrey，可能是，我能够找出问题所在
在编辑得到回答后，您不应该真正修改问题的实质。你要求解释你观察到的行为，你得到了很好的答案；移动球门柱是不公平的。

标签： java multithreading static volatile

【解决方案1】：

volatile 几乎意味着每次线程访问一个变量时，它必须确保使用每个线程可见的版本（即没有每个线程的缓存）。

这不会在flag 设置为true 后强制CC 打印线程真正开始运行立即。完全有可能（尤其是在单核机器上）一个线程设置标志并且在CC打印线程甚至有机会运行之前打印消息。

另外：请注意，打印到System.out 涉及获取锁（在println() 调用中的某个位置），这可以修改测试代码的多线程行为。

【讨论】：

【解决方案2】：

线程可以按任意顺序执行代码

thread BB: while (!flag) // as flag is false
thread Main:   flag = true;
thread Main:   System.out.println("Exiting process..");
thread BB:     System.out.println("BB");

我的期望是我的最后一次打印应该是 Exiting process..

线程被设计为并发和独立运行。如果这始终是最后一条语句，那将是令人惊讶的，因为您在设置标志时无法确定每个线程的位置。

【讨论】：

@amicngh 正确同步。在这种情况下，让TimerTask 等到其他人使用join() 完成。我建议您也点击an operating systems textbook，这就是这个主题往往被涵盖的地方。
但是它们会按顺序执行。
@amicngh 嗯？不，我指的是一般意义上的同步，即“知道你在使用线程时到底在做什么”，而不是 Java 为此选择的关键字所暗示的“互斥”。

【解决方案3】：

打印“CC”的线程碰巧没有收到任何 CPU 时间，直到您的打印“退出进程...”的线程打印了那个。这是预期的行为。

【讨论】：

我怎样才能实现这种行为？

【解决方案4】：

它不是 volatile 不工作（如果不是，你的一些线程就不会停止）。它与不同线程中指令的执行顺序有关，这是随机的（取决于 OS 调度），除非您在中间步骤显式同步循环。

【讨论】：

随机性仍然存在，与同步无关。同步保证一次只有一个线程，但不保证线程A先执行然后线程B等，
@thinksteep 我指的是一般意义上的“同步”——使用闩锁、屏障或任何其他允许一个线程控制另一个线程执行的机制，而不是简单的互斥（使用“同步”块在循环内），正如您正确指出的那样，这并不能解决这里的排序问题。

【解决方案5】：

要为您得到的解释添加替代措辞：在您的示例输出中，打印"CC" 的线程在while (!flag) 和System.out.println() 行“之间”暂停（某处） .这意味着在它唤醒之后，println() 会执行 before 标志的下一次检查。（它也不会因为你改变标志值而被唤醒，而是因为其他一些线程阻塞或用完它的时间片。）

【讨论】：

【解决方案6】：

我没有测试它，但你可以这样实现它

public class TimeOutSort {

static volatile boolean flag = false;

public static void main(String[] args) {

    Timer timer = new Timer();
    timer.schedule(new TimerTask() {

        @Override
        public void run() {

            synchronized(flag){
                 flag = true;
                 notifyAll();
            }


        }
    }, 10 * 200);

    new Thread(new Runnable() {

        @Override
        public void run() {

            synchronized(flag){
                if(!flag)
                {
                    wait();
                }
                System.out.println("BB");

            }


        }
    }).start();

    new Thread(new Runnable() {

        @Override
        public void run() {

              synchronized(flag){
                if(!flag)
                {
                    wait();
                }
                System.out.println("CC");

            }
        }
    }).start();

    new Thread(new Runnable() {

        @Override
        public void run() {

              synchronized(flag){
                if(!flag)
                {
                    wait();
                }
                System.out.println("DD");

            }


        }
    }).start();
}

}

【讨论】：