記一次對Java多線程內存可見性的測試
- 2019 年 12 月 12 日
- 筆記
來源：http://www.51testing.com
首先貼一段測試代碼:
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public class TestMemoryBarrier { boolean running = false; boolean get() { return running; } void doSetTrue() { running = true; } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { TestMemoryBarrier instance = new TestMemoryBarrier(); new Thread( () -> { while (!instance.get()) { } System.out.println("Thread 1 finished."); }).start(); Thread.sleep(100); new Thread( () -> { instance.doSetTrue(); System.out.println("Thread 2 finished."); }).start(); } } |
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首先啟動第一個線程線程1去循環獲取bool變量running的值(默認是false),如果running變為true後循環結束,線程終止。
再起第二個線程線程2去修改running的值為true,當修改完後輸出提示。
注意: 第一個線程啟動後主線程睡眠一段時間,確保第一個線程已經先於線程二獲取cpu時間片。
這裡結果輸出是:
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Thread 2 finished. |
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因為無法獲知線程2對共享變量running做出的修改, 然後線程1一直處在運行狀態。
這裡簡單說明一下Java Mememory Model簡稱JMM:
在本例中線程2實際上是修改了自己本地內存中的running值, 但是並沒有刷新到主內存中,線程1也一直在讀自己本地內存中的值,並沒有去主內存中重新獲取。
為了讓例子最終能輸出
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Thread 1 finished |
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方法:很簡單, 直接設置變量running為volatile,以保證其在多線程環境中的內存可見性問題。
本文的重點是對插入的內存屏障進行測試,所以以上只是開頭。
測試volatile插入的內存屏障指令,變更代碼為:
添加一個類,包含一個volatile的變量並賦值。
在get()方法return前, new一個這個新增類的實例對象,完整代碼:
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class VolatileClass { private volatile int a = 1; } public class TestMemoryBarrier { boolean running = false; boolean get() { VolatileClass aClass = new VolatileClass(); return running; } void doSetTrue() { running = true; } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { TestMemoryBarrier instance = new TestMemoryBarrier(); new Thread( () -> { while (!instance.get()) { } System.out.println("Thread 1 finished."); }).start(); Thread.sleep(100); new Thread( () -> { instance.doSetTrue(); System.out.println("Thread 2 finished."); }).start(); } |
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這裡同樣能使線程1結束。原因在於新建實例的時候對volatile變量進行了讀寫操作
volatile插入的內存屏障指令如下圖:(這裡不拉出重排序相關話題)
總結:在進行volatile變量寫的時候,StoreStore確保前麵線程2修改的普通變量已經被flush到主內存中了。
測試synchronized關鍵字對可見性的影響:
為了套用Happen-Before規則,這裡直接在get()和doSetTrue()方法上加synchronized 也能保證可見性問題。但這裡假設只在get()方法上加同步呢? 結果是線程1也能獲取最新值。
JMM關於synchronized的兩條規定：
線程解鎖前，必須把共享變量的最新值刷新到主內存中
線程加鎖時，將清空工作內存中共享變量的值，從而使用共享變量時需要從主內存中重新讀取最新的值
如果只是在doSetTrue()方法上加鎖,線程1並不會獲取最新的值,原因是:雖然線程2已經將修改過的變量刷新到主存了,但是get()方法並不會去從主存讀取最新的值。
以上例子可能不符合happen-before規則,只是探討結果出現的原因。
星雲測試
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