記一次對Java多執行緒記憶體可見性的測試
- 2019 年 12 月 12 日
- 筆記
來源：http://www.51testing.com
首先貼一段測試程式碼:
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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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首先啟動第一個執行緒執行緒1去循環獲取bool變數running的值(默認是false),如果running變為true後循環結束,執行緒終止。
再起第二個執行緒執行緒2去修改running的值為true,當修改完後輸出提示。
注意: 第一個執行緒啟動後主執行緒睡眠一段時間,確保第一個執行緒已經先於執行緒二獲取cpu時間片。
這裡結果輸出是:
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Thread 2 finished. |
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因為無法獲知執行緒2對共享變數running做出的修改, 然後執行緒1一直處在運行狀態。
這裡簡單說明一下Java Mememory Model簡稱JMM:
在本例中執行緒2實際上是修改了自己本地記憶體中的running值, 但是並沒有刷新到主記憶體中,執行緒1也一直在讀自己本地記憶體中的值,並沒有去主記憶體中重新獲取。
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, 直接設置變數running為volatile,以保證其在多執行緒環境中的記憶體可見性問題。
本文的重點是對插入的記憶體屏障進行測試,所以以上只是開頭。
測試volatile插入的記憶體屏障指令,變更程式碼為:
添加一個類,包含一個volatile的變數並賦值。
在get()方法return前, new一個這個新增類的實例對象,完整程式碼:
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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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這裡同樣能使執行緒1結束。原因在於新建實例的時候對volatile變數進行了讀寫操作
volatile插入的記憶體屏障指令如下圖:(這裡不拉出重排序相關話題)
總結:在進行volatile變數寫的時候,StoreStore確保前面執行緒2修改的普通變數已經被flush到主記憶體中了。
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? 結果是執行緒1也能獲取最新值。
JMM關於synchronized的兩條規定：
執行緒解鎖前，必須把共享變數的最新值刷新到主記憶體中
執行緒加鎖時，將清空工作記憶體中共享變數的值，從而使用共享變數時需要從主記憶體中重新讀取最新的值
如果只是在doSetTrue()方法上加鎖,執行緒1並不會獲取最新的值,原因是:雖然執行緒2已經將修改過的變數刷新到主存了,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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