易失性数组 - 元素的内存可见性答案

【问题标题】：Volatile array - memory visibility of the elements易失性数组 - 元素的内存可见性
【发布时间】：2014-06-23 19:52:48
【问题描述】：

考虑一下代码 sn -p

class A {

   private Map<String, Object> taskMap = new HashMap<>();
   private volatile Object[] tasksArray ;

   // assume this happens on thread1 
   public void assignTasks() {
     synchronized(taskMap){
         // put new tasks into map
         // reassign values from map as a new array to tasksArray ( for direct random access )
     }

    }

   // assume this is invoked on Thread2
   public void action(){
       int someindex =  <init index to some value within tasksArray.length>;
       Object[] localTasksArray = tasksArray;
       Object oneTask = localTasksArray[someindex];
       // Question : is the above operation safe with respect to memory visibility for Object oneTask ?
       // is it possible that oneTask may appear null or in some other state than expected ?

   }

}

问题：操作 Object oneTask = localTasksArray[someindex]; 对于 Object oneTask 的内存可见性是否安全？ oneTask 是否可能显示为 null 或处于预期之外的其他状态？

我的想法是：

thread2 可能会将oneTask 视为 null 或处于与预期不同的状态。这是因为，即使taskArray 是volatile，并且读取此数组将确保数组本身的正确可见性，但这并不能确保对象oneTask 内部状态的可见性。

【问题讨论】：

我想你可能想要AtomicReferenceArray
你的想法很准确。
How to declare array elements volatile in Java?的可能重复

标签： java arrays thread-safety volatile memory-visibility

【解决方案1】：

volatile 关键字仅保护字段 taskArray，它是对 Object[] 的引用。每当您读取或写入此字段时，它将具有一致的顺序。但是，这不会扩展到引用的数组或数组引用的对象。

您很可能想要 AtomicReferenceArray。

【讨论】：

【解决方案2】：

据我记得（我现在正在研究以确认），Java 仅保证 volatile 对象本身被刷新到 RAM，而不是该对象的子部分（如数组条目中）或子- 对象的字段（在对象的情况下）。

但是 - 我相信大多数（如果不是全部）JVM 都将volatile 访问作为内存屏障（参见here 和引用页面The JSR-133 Cookbook for Compiler Writers）。因此，作为内存屏障，这意味着当访问发生时，其他线程的所有先前写入都将从缓存刷新到主内存 - 从而使所有内存在那时保持一致。

不应依赖这一点 - 如果您必须完全控制可见和不可见的内容至关重要，则应按照其他人的建议使用 Atomic 类之一，例如 AtomicReferenceArray。正是因为这个原因，它们甚至可能比volatile 更有效。

【讨论】：

【解决方案3】：

声明一个 volatile ensures 字段，该变量的任何写入都与该值的任何后续（根据同步顺序）同步（因此可见）。请注意，不存在 volatile object 或 volatile array 这样的东西。只有易变的字段。

因此，在您的代码中，线程 1 将对象存储到数组中与线程 2 从那里读取对象之间没有发生之前的关系。

【讨论】：