java - 为什么这个 Java 程序会终止，尽管它显然不应该(也不应该)？

Question

今天我实验室的一项敏感操作完全出错了。电子显微镜上的一个致动器越过了它的边界，在一系列事件之后，我损失了 1200 万美元的设备。我已将故障模块中的 40K 行缩小到:

import java.util.*;

class A {
    static Point currentPos = new Point(1,2);
    static class Point {
        int x;
        int y;
        Point(int x, int y) {
            this.x = x;
            this.y = y;
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        new Thread() {
            void f(Point p) {
                synchronized(this) {}
                if (p.x+1 != p.y) {
                    System.out.println(p.x+" "+p.y);
                    System.exit(1);
                }
            }
            @Override
            public void run() {
                while (currentPos == null);
                while (true)
                    f(currentPos);
            }
        }.start();
        while (true)
            currentPos = new Point(currentPos.x+1, currentPos.y+1);
    }
}

我得到的一些输出示例:

$ java A
145281 145282
$ java A
141373 141374
$ java A
49251 49252
$ java A
47007 47008
$ java A
47427 47428
$ java A
154800 154801
$ java A
34822 34823
$ java A
127271 127272
$ java A
63650 63651

由于这里没有任何浮点运算，而且我们都知道有符号整数在 Java 中溢出时表现良好，我认为这段代码没有任何问题。然而，尽管输出表明程序没有达到退出条件，但它达到了退出条件(既达到了又没有达到？)。为什么？

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我注意到这在某些环境中不会发生。我在 OpenJDK 6 在 64 位 Linux 上。

Answer 1

Obviously the write to currentPos doesn't happen-before the read of it, but I don't see how that can be the issue.

currentPos = new Point(currentPos.x+1, currentPos.y+1); 做了一些事情，包括将默认值写入 x 和 y (0) 然后在构造函数中写入它们的初始值。由于您的对象未安全发布，这 4 个写入操作可以由编译器/JVM 自由重新排序。

所以从读取线程的角度来看，读取 x 的新值，但读取 y 的默认值为 0 是合法的执行。当您到达 println 语句时(顺便说一句，该语句是同步的，因此确实会影响读取操作)，变量具有它们的初始值并且程序会打印预期值。

将 currentPos 标记为 volatile 将确保安全发布，因为您的对象实际上是不可变的 - 如果在您的实际用例中，对象在构造后发生了变异，volatile 保证是不够的，您可能会再次看到不一致的对象。

或者，您可以使 Point 不可变，这也将确保安全发布，即使不使用 volatile。要实现不变性，您只需将 x 和 y 标记为 final。

作为旁注，如前所述，synchronized(this) {} 可以被 JVM 视为无操作(我知道您包含它是为了重现行为)。