为啥 java 5+ 中的 volatile 不能确保来自另一个线程的可见性？
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【中文标题】为啥 java 5+ 中的 volatile 不能确保来自另一个线程的可见性？【英文标题】：Why doesn't volatile in java 5+ ensure visibility from another thread?为什么 java 5+ 中的 volatile 不能确保来自另一个线程的可见性？ 【发布时间】：2012-05-24 03:24:36 【问题描述】：根据：
http://www.ibm.com/developerworks/library/j-jtp03304/
在新的内存模型下，当线程 A 写入 volatile 变量 V，而线程 B 从 V 中读取时，保证在写入 V 时对 A 可见的任何变量值现在对 B 可见
并且互联网上的许多地方都声明以下代码不应该打印“错误”：
public class Test
volatile static private int a;
static private int b;
public static void main(String [] args) throws Exception
for (int i = 0; i < 100; i++)
new Thread()
@Override
public void run()
int tt = b; // makes the jvm cache the value of b
while (a==0)
if (b == 0)
System.out.println("error");
.start();
b = 1;
a = 1;
a 为 1 时，b 应该对所有线程都为 1。
但是我有时会打印出“错误”。这怎么可能？
【问题讨论】：
@OliCharlesworth 我想他在问为什么b 的各种缓存值在对a 进行易失性写入/读取后不同步到b=1。
您是否真的在 Java 1.5+ 中运行过该代码并看到打印的“错误”？
@OfekRon 根据 Java 内存模型，b 是否为 volatile 并不重要，因为写入它之后是写入 volatile var，而在另一个线程中读取它之前会读取相同的 volatile var。
Java 并发兴趣电子邮件列表中正在讨论此线程：cs.oswego.edu/pipermail/concurrency-interest/2012-May/…
只是从并发兴趣列表中快速更新，看起来这是在最新的 Java7 中修复的：download.java.net/jdk7u6/changes/jdk7u6-b14.html（查看热点部分的最后一个条目。错误 ID 链接到用你的用例报告错误。
【参考方案1】：
更新：
对于感兴趣的任何人，此错误已在 Java 7u6 build b14 中得到解决和修复。您可以在此处查看错误报告/修复
Report Changeset Buglist原答案
在考虑内存可见性/顺序时，您需要考虑其发生前的关系。 b != 0 的重要前提条件是 a == 1。如果a != 1 则 b 可以是 0 或 1。
一旦一个线程看到a == 1，那么该线程就一定会看到b == 1。
发布 Java 5，在 OP 示例中，一旦 while(a == 0) 爆发，b 就保证为 1
编辑：
我多次运行模拟，但没有看到您的输出。
您在什么操作系统、Java 版本和 CPU 下进行测试？
我使用的是 Windows 7，Java 1.6_24（尝试使用 _31）
编辑 2：
向 OP 和 Walter Laan 致敬 - 对我来说，这仅发生在我从 64 位 Java 切换到 32 位 Java 时，在（但可能不排除在）64 位 Windows 7 上。
编辑 3：
分配给tt，或者更确切地说是b 的staticget 似乎有很大的影响（为了证明这删除了int tt = b;，它应该总是有效的。
看来b 加载到tt 将在本地存储该字段，然后将在if coniditonal 中使用该字段（对该值的引用不是tt）。因此，如果b == 0 为真，则可能意味着tt 的本地存储为0（此时将1 分配给本地tt）。这似乎只适用于带有客户端集的 32 位 Java 1.6 和 7。
我比较了两个输出程序集，直接的区别就在这里。 （请记住，这些是 sn-ps）。
这个打印的“错误”
0x021dd753: test %eax,0x180100 ; poll
0x021dd759: cmp $0x0,%ecx
0x021dd75c: je 0x021dd748 ;*ifeq
; - Test$1::run@7 (line 13)
0x021dd75e: cmp $0x0,%edx
0x021dd761: jne 0x021dd788 ;*ifne
; - Test$1::run@13 (line 17)
0x021dd767: nop
0x021dd768: jmp 0x021dd7b8 ; no_reloc
0x021dd76d: xchg %ax,%ax
0x021dd770: jmp 0x021dd7d2 ; implicit exception: dispatches to 0x021dd7c2
0x021dd775: nop ;*getstatic out
; - Test$1::run@16 (line 18)
0x021dd776: cmp (%ecx),%eax ; implicit exception: dispatches to 0x021dd7dc
0x021dd778: mov $0x39239500,%edx ;*invokevirtual println
还有
这没有打印“错误”
0x0226d763: test %eax,0x180100 ; poll
0x0226d769: cmp $0x0,%edx
0x0226d76c: je 0x0226d758 ;*ifeq
; - Test$1::run@7 (line 13)
0x0226d76e: mov $0x341b77f8,%edx ; oop('Test')
0x0226d773: mov 0x154(%edx),%edx ;*getstatic b
; - Test::access$0@0 (line 3)
; - Test$1::run@10 (line 17)
0x0226d779: cmp $0x0,%edx
0x0226d77c: jne 0x0226d7a8 ;*ifne
; - Test$1::run@13 (line 17)
0x0226d782: nopw 0x0(%eax,%eax,1)
0x0226d788: jmp 0x0226d7ed ; no_reloc
0x0226d78d: xchg %ax,%ax
0x0226d790: jmp 0x0226d807 ; implicit exception: dispatches to 0x0226d7f7
0x0226d795: nop ;*getstatic out
; - Test$1::run@16 (line 18)
0x0226d796: cmp (%ecx),%eax ; implicit exception: dispatches to 0x0226d811
0x0226d798: mov $0x39239500,%edx ;*invokevirtual println
在此示例中，第一个条目来自打印“错误”的运行，而第二个来自未打印的运行。
在测试它等于 0 之前，工作运行似乎正确加载并分配了 b。
0x0226d76e: mov $0x341b77f8,%edx ; oop('Test')
0x0226d773: mov 0x154(%edx),%edx ;*getstatic b
; - Test::access$0@0 (line 3)
; - Test$1::run@10 (line 17)
0x0226d779: cmp $0x0,%edx
0x0226d77c: jne 0x0226d7a8 ;*ifne
; - Test$1::run@13 (line 17)
打印“错误”的运行加载了%edx的缓存版本
0x021dd75e: cmp $0x0,%edx
0x021dd761: jne 0x021dd788 ;*ifne
; - Test$1::run@13 (line 17)
对于那些对汇编程序有更多经验的人，请权衡一下:)
编辑 4
应该是我的最后一次编辑，因为并发开发人员正在处理它，我确实测试了有和没有
int tt = b; 分配更多。我发现当我将最大值从 100 增加到 1000 时，包含 int tt = b 时似乎有 100% 的错误率，而排除它时的错误率为 0%。
【讨论】：
但是 OP 说这不是他观察到的行为。 @OliCharlesworth 那么他一定是在不符合 Java 5 内存模型的 Java 运行时上，或者做错了什么。我会自己测试一下，看看是否观察到相同的交互，我有一种感觉我不会 是否删除 b == 0 作为 JIT 优化？ 我使用了 -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintCompilation -XX:+PrintAssembly，使用 JDK6u30 32 位（在 64 位机器上）从 Eclipse 调试（但也可以正常运行）运行。 我敢打赌这是一个 OSR 错误，它不是第一个发生的 OSR 错误（最喜欢的包括带有 c1->c2 的分层编译和 JVM 崩溃）。【参考方案2】：根据下面 JCiP 的摘录，我认为您的示例永远不应该打印“错误”：
volatile 变量的可见性影响超出了 volatile 变量本身的值。当线程 A 写入 volatile 变量，随后线程 B 读取同一变量时，all 变量的值对 A 在写入 volatile 变量之前变得对 B 可见，在读取 volatile 变量之后。
【讨论】：
我会 +1 这个，因为这就是为什么我认为我们永远看不到“错误”......除了有些人报告他们确实看到了“错误”，所以这一定不适用! 对于那些从未见过这个错误的人......只是为了缩小范围......你在什么 JVM 和 CPU 上测试？ @JohnVint Hell 是的。使用-d32，它可靠地重现了问题。
@MarkoTopolnik 查看程序集，看起来（尽管我可能是错的）当它失败时它引用了tt 的本地存储。其中 'b'==0 为真。
@JohnVint 我正在 [concurrency-interest] 中进入那个线程，它只是 32 位客户端造成了麻烦。我已经在我的机器上验证过了，用-server我没有看到效果。【参考方案3】：
您可能想查看并发兴趣邮件列表上有关此问题的讨论线程：http://cs.oswego.edu/pipermail/concurrency-interest/2012-May/009440.html
使用客户端 JVM (-client) 似乎更容易重现该问题。
【讨论】：
【参考方案4】：在我看来，问题是由于缺乏同步：
注意：如果 b=1 在 a=1 之前发生，并且 a 是 volatile 而 b 不是，则 b=1 实际上仅在 a=1 完成后更新所有线程（根据quate的逻辑）。
在您的代码中发生的是 b=1 仅针对主进程首先更新，然后仅当 volatile 分配完成时，所有线程 b 才更新。我认为可能 volatile 的分配不能作为原子操作工作（需要指向很远，并以某种方式更新其余的引用以像 volatile 一样）所以这就是我猜为什么一个线程读取 b=0 而不是 b=1。
考虑对代码的这种更改，这表明了我的主张：
public class Test
volatile static private int a;
static private int b;
private static Object lock = new Object();
public static void main(String [] args) throws Exception
for (int i = 0; i < 100; i++)
new Thread()
@Override
public void run()
int tt = b; // makes the jvm cache the value of b
while (true)
synchronized (lock )
if (a!=0) break;
if (b == 0)
System.out.println("error");
.start();
b = 1;
synchronized (lock )
a = 1;
【讨论】：
很遗憾你是不正确的。有具体要求。看看g.oswego.edu/dl/jmm/cookbook.html。您会在Can Reorder 网格中注意到 JMM 持有的同步承诺。重要的部分是 1. Normal Store 不能用后续的 Volatile Store 重新排序，2. Volatile Load 不能用后续的 Normal Load 重新排序。这两个例子都说明了以上是关于为啥 java 5+ 中的 volatile 不能确保来自另一个线程的可见性？的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章