java - 为什么使用 "volatile"在这里没有显示任何差异？

Question

我正在学习Java中 volatile 的用法。这是我从许多文章中读到的示例代码:

   static volatile boolean shutdownRequested = false;

...

public void shutdown() { shutdownRequested = true; }

public void doWork() { 
    while (!shutdownRequested) { 
        // do stuff
    }
}

我在我的机器上尝试使用和不使用“ volatile ”，但它们没有显示任何区别:它们都可以关闭。那么出了什么问题呢？我的代码有什么问题吗，还是取决于Java编译器的版本？

补充:在很多文章中，他们说这个没有“ volatile ”的程序将无法成功关闭，因为这个循环 while (!shutdownRequested) 将被优化为 while(true) 如果变量 shutdownRequested 的值在循环内未更改，则由 Java 编译器执行。但我的实验结果并不代表这一点。

Answer 1

我假设你的意思是你有这样的设置:

final Worker theWorker = new Worker(); // the object you show code for

new Thread(new Runnable() {
    public void run() {
        theWorker.doWork();
    }
}.start();

try {
    Thread.sleep(1000L);
} catch(InterruptedException ie) {}

theWorker.shutdown();

您发现，即使没有 volatile ，关闭也能正常工作。

通常情况下这是正确的:最终可能会看到非 volatile 写入。重要的是，无法保证一定会出现这种情况，并且您不能依赖它。在实际使用中你可能还会发现，在没有 volatile 的情况下，有一个小但明显的延迟。

Volatile 提供保证，写入内容立即被看到。

这里有一些代码可以重现我们在评论中讨论的 HotSpot 优化:

public class HotSpotTest {
    static long count;
    static boolean shouldContinue = true;

    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                while(shouldContinue) {
                    count++;
                }
            }
        });
        t.start();

        do {
            try {
                Thread.sleep(1000L);
            } catch(InterruptedException ie) {}
        } while(count < 999999L);

        shouldContinue = false;
        System.out.println(
            "stopping at " + count + " iterations"
        );

        try {
            t.join();
        } catch(InterruptedException ie) {}
    }
}

如果您不知道 HotSpot 是什么，这里有一个快速回顾:HotSpot 是 Java just-in-time compiler 。某些代码片段运行一定次数后(从内存中，桌面 JVM 为 1000 次，服务器 JVM 为 3000 次)，HotSpot 获取 Java 字节码，对其进行优化，并将其编译为 native 程序集。 HotSpot 是 Java 如此快速的原因之一。根据我的经验，HotSpot 重新编译的代码可以轻松提高 10 倍。 HotSpot 在优化方面也比常规 Java 编译器(例如 javac 或 IDE 供应商制作的其他编译器)更加积极。

所以我发现如果你先让循环运行足够长的时间，join就会永远挂起。请注意，count 在设计上不是 volatile 的。让 count 变得易失似乎会阻碍优化。

从Java内存模型的角度来看，只要绝对没有内存同步HotSpot就允许这样做，这是有道理的。 HotSpot 知道没有理由需要查看更新，因此不会费心检查。

我没有打印 HotSpot 程序集，因为这需要一些我没有安装的 JDK 软件，但我确信如果您这样做了，您会发现与您提供的链接所记忆的内容相同。 HotSpot 确实似乎将 while(shouldContinue) 优化为 while(true) 。使用 -Xint 选项运行程序来关闭 HotSpot 会导致更新也被看到，这也表明 HotSpot 是罪魁祸首。

所以，这再次表明您不能依赖非 volatile 读取。