Java 内存模型 : Mixing unsynchronized and synchronized

Question

假设有这样一个类:

public void MyClass {
    private boolean someoneTouchedMeWhenIWasWorking;

    public void process() {
        someoneTouchedMeWhenIWasWorking = false;
        doStuff();
        synchronized(this) {
            if (someoneTouchedMeWhenIWasWorking) {
                System.out.println("Hey!");
            }
        }
    }

    synchronized public void touch() {
        someoneTouchedMeWhenIWasWorking = true;
    }
}

一个线程调用process , 另一个电话 touch .注意如何 process启动时不同步清除标志。

使用 Java 内存模型，线程是否有可能运行 process将看到其本地非同步写入的效果，即使 touch后来发生了什么？

也就是说，如果线程按以下顺序执行:

T1: someoneTouchedMeWhenIWasWorking = false; // Unsynchronized
T2: someoneTouchedMeWhenIWasWorking = true; // Synchronized
T1: if (someoneTouchedMeWhenIWasWorking) // Synchronized

... T1 是否有可能从其本地缓存中看到值？它可以先将它所拥有的内容刷新到内存中(覆盖 T2 写入的任何内容)，然后从内存中重新加载该值吗？

是否需要同步第一次写入或使变量易变？

如果答案有文档或一些受人尊敬的来源支持，我将不胜感激。

Answer 1

With Java memory model, is it ever possible that the thread running process will see the effect of its local, unsynchronized write, even though touch happened later?

我看到这里发生了一个微妙但重要的过度简化:您认为您如何确定第二个线程的写入操作正好发生在第一个线程的写入和读取操作之间？为了能够说明这一点，您需要假设写入操作是时间线上的理想化点，并且所有写入都按顺序发生。在实际硬件上，写入是一个非常复杂的过程，涉及 CPU 管道、存储缓冲区、L1 缓存、L2 缓存、前端总线，最后是 RAM。相同类型的进程在所有 CPU 内核上同时进行。那么，一个人写“发生在”另一个人之后到底是什么意思？

此外，考虑 "Roach Motel"范式，它似乎帮助许多人作为一种“心理捷径”进入 Java 内存模型的后果:您的代码可以合法地转换为

public void process() {
    doStuff();
    synchronized(this) {
        someoneTouchedMeWhenIWasWorking = false;
        if (someoneTouchedMeWhenIWasWorking) {
            System.out.println("Hey!");
        }
    }
}

这是一种完全不同的方法，可以利用 Java 内存模型提供的自由来提高性能。 if 子句中的读取确实需要读取实际的内存地址，而不是直接内联 false 的值并因此删除整个 if block (这实际上会在没有 synchronized 的情况下发生)，但写入 false 不一定会写入 RAM。在推理的下一步中，优化编译器可能会决定完全删除对 false 的赋值。根据代码所有其他部分的具体情况，这是可能发生的事情之一，但也有许多其他可能性。

要从上面得到的主要信息应该是:不要假装你可以使用一些简化的“本地缓存失效”概念推理 Java 代码；相反，坚持官方的 Java 内存模型并考虑它提供的所有实际使用的自由。

Is it necessary to synchronize the first write or make the variable volatile?

考虑到以上讨论，我希望您意识到这个问题实际上没有实质内容。您将观察另一个线程的写入，从而保证观察它在该写入之前所做的所有其他操作，或者您不会观察它并且不会有保证。如果您的代码没有数据竞争，那么任何一种结果都适合您。如果它有数据竞争，那么最好解决它而不是试图修复你的惯用语。

最后，假设您的变量是可变的。那会给你什么你现在没有的？就 JMM 形式主义而言，两次写入之间将有一个确定的顺序(由总同步顺序强加)，但您将处于与现在完全相同的位置:该确定顺序将任意 在任何特定的执行中。