【Java并发编程】之五:volatile变量修饰符—意料之外的问题(含

示例程序

下面给出一段代码,通过其运行结果来说明使用关键字volatile产生的差异,但实际上遇到了意料之外的问题:

[java]view plaincopy

    publicclassVolatileextendsObjectimplementsRunnable{//value变量没有被标记为volatileprivateintvalue;//missedIt变量被标记为volatileprivatevolatilebooleanmissedIt;//creationTime不需要声明为volatile,因为代码执行中它没有发生变化privatelongcreationTime;publicVolatile(){value=10;missedIt=false;//获取当前时间,亦即调用Volatile构造函数时的时间creationTime=System.currentTimeMillis();}publicvoidrun(){print("enteringrun()");//循环检查value的值是否不同while(value<20){//如果missedIt的值被修改为true,则通过break退出循环if(missedIt){//进入同步代码块前,将value的值赋给currValueintcurrValue=value;//在一个任意对象上执行同步语句,目的是为了让该线程在进入和离开同步代码块时,//将该线程中的所有变量的私有拷贝与共享内存中的原始值进行比较,//从而发现没有用volatile标记的变量所发生的变化Objectlock=newObject();synchronized(lock){//不做任何事}//离开同步代码块后,将此时value的值赋给valueAfterSyncintvalueAfterSync=value;print("inrun()-seevalue="+currValue+",butrumorhasitthatitchanged!");print("inrun()-valueAfterSync="+valueAfterSync);break;}}print("leavingrun()");}publicvoidworkMethod()throwsInterruptedException{print("enteringworkMethod()");print("inworkMethod()-abouttosleepfor2seconds");Thread.sleep(2000);//仅在此改变value的值value=50;print("inworkMethod()-justsetvalue="+value);print("inworkMethod()-abouttosleepfor5seconds");Thread.sleep(5000);//仅在此改变missedIt的值missedIt=true;print("inworkMethod()-justsetmissedIt="+missedIt);print("inworkMethod()-abouttosleepfor3seconds");Thread.sleep(3000);print("leavingworkMethod()");}/**该方法的功能是在要打印的msg信息前打印出程序执行到此所化去的时间,以及打印msg的代码所在的线程*/privatevoidprint(Stringmsg){//使用java.text包的功能,可以简化这个方法,但是这里没有利用这一点longinterval=System.currentTimeMillis()-creationTime;StringtmpStr=""+(interval/1000.0)+"000";intpos=tmpStr.indexOf(".");StringsecStr=tmpStr.substring(pos-2,pos+4);StringnameStr=""+Thread.currentThread().getName();nameStr=nameStr.substring(nameStr.length()-8,nameStr.length());System.out.println(secStr+""+nameStr+":"+msg);}publicstaticvoidmain(String[]args){try{//通过该构造函数可以获取实时时钟的当前时间Volatilevol=newVolatile();//稍停100ms,以让实时时钟稍稍超前获取时间,使print()中创建的消息打印的时间值大于0Thread.sleep(100);Threadt=newThread(vol);t.start();//休眠100ms,让刚刚启动的线程有时间运行Thread.sleep(100);//workMethod方法在main线程中运行vol.workMethod();}catch(InterruptedExceptionx){System.err.println("oneofthesleepswasinterrupted");}}}

按照以上的理论来分析,由于value变量不是volatile的,因此它在main线程中的改变不会被Thread-0线程(在main线程中新开启的线程)马上看到,因此Thread-0线程中的while循环不会直接退出,它会继续判断missedIt的值,由于missedIt是volatile的,当main线程中改变了missedIt时,Thread-0线程会立即看到该变化,那么if语句中的代码便得到了执行的机会,由于此时Thread-0依然没有看到value值的变化,因此,currValue的值为10,继续向下执行,进入同步代码块,因为进入前后要将该线程内的变量值与共享内存中的原始值对比,进行校准,因此离开同步代码块后,Thread-0便会察觉到value的值变为了50,那么后面的valueAfterSync的值便为50,最后从break跳出循环,结束Thread-0线程。

意料之外的问题

但实际的执行结果如下:

从结果中可以看出,Thread-0线程并没有进入while循环,说明Thread-0线程在value的值发生变化后,missedIt的值发生变化前,便察觉到了value值的变化,从而退出了while循环。这与理论上的分析不符,我便尝试注释掉value值发生改变与missedIt值发生改变之间的线程休眠代码Thread.sleep(5000),以确保Thread-0线程在missedIt的值发生改变前,没有时间察觉到value值的变化。但执行的结果与上面大同小异(可能有一两行顺序不同,但依然不会打印出if语句中的输出信息)。

问题分析

在JDK1.7~JDK1.3之间的版本上输出结果与上面基本大同小异,只有在JDK1.2上才得到了预期的结果,即Thread-0线程中的while循环是从if语句中退出的,这说明Thread-0线程没有及时察觉到value值的变化。

这里需要注意:volatile是针对JIT带来的优化,因此JDK1.2以前的版本基本不用考虑,另外,在JDK1.3.1开始,开始运用HotSpot虚拟机,用来代替JIT。因此,是不是HotSpot的问题呢?这里需要再补充一点:

JIT或HotSpot编译器在server模式和client模式编译不同,server模式为了使线程运行更快,如果其中一个线程更改了变量boolean flag 的值,那么另外一个线程会看不到,因为另外一个线程为了使得运行更快所以从寄存器或者本地cache中取值,而不是从内存中取值,那么使用volatile后,就告诉不论是什么线程,被volatile修饰的变量都要从内存中取值。《内存栅栏》

但看了这个帖子http://segmentfault.com/q/1010000000147713(也有人遇到同样的问题了)说,尝试了HotSpot的server和client两种模式,以及JDK1.3的classic,都没有效果,只有JDK1.2才能得到预期的结果。

哎!看来自己知识还是比较匮乏,看了下网友给出的答案,对于非volatile修饰的变量,尽管jvm的优化,会导致变量的可见性问题,但这种可见性的问题也只是在短时间内高并发的情况下发生,CPU执行时会很快刷新Cache,一般的情况下很难出现,而且出现这种问题是不可预测的,与jvm, 机器配置环境等都有关。

姑且先这么理解吧!一点点积累。。。

正确的分析在这里:http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/17382679

这里附上分析结果时参考的帖子及文章

http://segmentfault.com/q/1010000000147713

http://www.iteye.com/problems/98213

http://www.oldcaptain.cc/articles/2013/08/21/1377092100971.html

看着它洗涤一缕缕阳光,看着它映衬一片片星辉,

【Java并发编程】之五:volatile变量修饰符—意料之外的问题(含

相关文章:

你感兴趣的文章:

标签云: