如果只有一个线程写入和多个线程读取，我是否需要添加一些锁或同步？答案

【问题标题】：Do I need to add some locks or synchronization if there is only one thread writing and several threads reading?如果只有一个线程写入和多个线程读取，我是否需要添加一些锁或同步？
【发布时间】：2014-11-25 07:26:05
【问题描述】：

假设我有一个全局对象：

class Global {
   public static int remoteNumber = 0;
}

有一个线程定期运行以从远程获取新号码，并更新它（仅写入）：

new Thread {
   @override
   public void run() {
       while(true) {
           int newNumber = getFromRemote();
           Global.remoteNumber = newNumber;
           Thread.sleep(1000);
       }
   }
}

并且有一个或多个线程随机使用这个全局remoteNumber（只读）：

int n = Global.remoteNumber;
doSomethingWith(n);

您可以看到我没有使用任何锁或synchronize 来保护它，对吗？是否有任何可能导致问题的潜在问题？

更新：

就我而言，读取线程必须实时获取最新的新值并不重要。我的意思是，如果有任何问题（由于缺少锁定/同步）使一个读取线程错过了该值，那没关系，因为它很快就会有机会运行相同的代码（可能在循环中）

但不允许读取未确定的值（我的意思是，如果旧值为 20，则新更新值为 30，但读取线程读取不存在的值例如 33，我不确定是否可能)

【问题讨论】：

是的，一个线程写入多个线程读取正是需要同步的情况。
对于那个用例，你会遇到可见性问题：阅读线程可能看不到全局数字的新值。您至少需要使其 volatile 或更好，才能使用 AtomicInteger。
阅读线程可能永远看到新值。为什么要使用不正确的代码而不是正确的代码，尤其是当您只需要使用 AtomicInteger 或 volatile int 来使其正确时？你真的认为这会导致任何性能问题吗？不会的。
@JBNizet，谢谢，我只是不明白为什么我们应该使用这些保护措施，而不仅仅是盲目地复制这些模式。但是感谢您的出色回答，现在我变得更加清晰了

标签： java multithreading locking synchronized

【解决方案1】：

您需要在此处进行同步（有一个警告，我将在稍后讨论）。

主要问题是读取线程可能永远看不到写入线程所做的任何更新。通常最终会看到任何给定的写入。但是在这里，您的更新循环非常简单，以至于写入可以很容易地保存在缓存中，并且永远不会进入主内存。所以你真的必须在这里同步。

EDIT 11/2017 我将对此进行更新，并说一个值可以在缓存中保存这么长时间可能是不现实的。我认为这是一个问题，尽管像这样的变量访问可以由编译器优化并保存在寄存器中。所以仍然需要同步（或volatile）来告诉优化器确保为每个循环实际获取一个新值。

因此您要么需要使用volatile，要么需要使用（静态）getter 和setter 方法，并且需要在这两种方法上使用synchronized 关键字。对于像这样的偶尔写入，volatile 关键字的重量要轻得多。

需要注意的是，如果您确实不需要看到来自写入线程的及时更新，则不必进行同步。如果无限延迟不会影响您的程序功能，您可以跳过同步。但是在计时器上这样的事情看起来并不是一个省略同步的好用例。

编辑：根据 Brian Goetz 在Java Concurrency in Practice 中的说法，Java/a JVM 不允许向您显示“不确定”值——从未写入的值。这些在技术上被称为“无中生有”的值，它们被 Java 规范所禁止。您可以保证看到之前对全局变量进行的一些写入，或者是初始化时使用的零，或者是一些后续写入，但不允许使用其他值。

【讨论】：

我想知道是否有任何运行示例可以在没有volatile 或synchronization 的情况下演示此问题？
如果你有多个核心，我想你可以做到。只有几个核心，进程将被交换得足够多，我认为您不会注意到更新滞后。但是如果你有更多的内核，我认为编写器线程实际上可以在单个 CPU 上停留足够长的时间以产生明显的效果。
嗯，如果你有一个 volatile 和一个 non-volatile 字段，你也许可以演示它，但你必须小心：同步实际上会更新 ALL在 Java 中写入，因此对 volatile 字段的写入将更新其他非易失性字段。（Java 中的同步基本上是一个内存栅栏，如果你知道那是什么的话。一条刷新缓存的机器指令，它会更新所有写入。）
说明它很简单：启动一个线程，等待非易失性布尔值变为 false 停止。在另一个线程中更改其他变量，并注意您的程序永远不会停止。关于无中生有的值，请注意：如果您将 int 更改为 long，并且不使其易失或同步，您可能会看到一个从未分配过的 long 值，这仅仅是因为分配不是必须是原子的：它可以分配前 4 个字节，然后分配接下来的 4 个字节。再一次，一个 volatile 或（最好是 IMO）一个 AtomicLong 确保不会发生这种情况。
@JBNizet 不，这不是真的。启动一个等待非易失性布尔值变为假的线程停止，它将立即停止。有了这些东西，Java 变得更好了。实际上，如果一个线程正在写入和多个读取时不同步，则不会有任何问题。不过，Volatile 当然是更清洁的方式。

【解决方案2】：

读取线程可以读取未确定时间的旧值，但实际上没有问题。这是因为每个线程都有自己的这个变量的副本。有时它们会同步。您可以使用 volatile 关键字来删除此优化：

public static volatile int remoteNumber = 0;

【讨论】：