java - 即使只有一个编写器线程， volatile 也会出现问题

Question

如果只有一个写入器线程和一个读取器线程，我们仍然可以与 volatile 变量发生竞争条件。就像下面的代码一样，在一种情况下，编写器线程将 x 的值检查为 0，但不会发生任何上下文切换，并且读取器线程也将 x 值视为 0。虽然在一种情况下，编写器线程检查 x 的值为零，然后将其增加 1 将其刷新到主内存(因为 x 是 volatile 的)，但会发生上下文切换，并且读取器线程将 x 值视为 1。我只是想知道在这个用例中 volatile 是否足够，或者我们需要使用同步来避免竞争条件

我尝试执行下面的代码，但它总是给我相同的结果

public class VolatileSingleWriterClarity {
    static volatile int x = 0;

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(VolatileSingleWriterClarity::writer).start();
        new Thread(VolatileSingleWriterClarity::reader).start();
    }

    public static void reader() {
        System.out.println(x);
    }

    public static void writer() {
        x++;
    }
}

Answer 1

Like in the code below is it possible that in one case the writer thread checks value of x as zero does nothing context switch occurs and reader thread also see's x value as 0.

是的，这绝对有可能。尽管x是 volatile 的，x++涉及两个完全独立的操作: volatile 读取，然后是 volatile 写入。这些操作中的每一个都是原子的，但是它们之间绝对有可能发生上下文切换。 (两个线程也可以在完全独立的处理器内核上运行，因此即使没有上下文切换，读取器也可以在写入器即将写入新值时读取原始值.)

<小时/>

I was just wondering whether volatile would be sufficient in this use case or we need to go with synchronized to avoid race condition

synchronized 在这里并没有真正的帮助。您似乎担心防止这种情况( volatile 允许，但同步可以防止):

• 编写器线程读取x的原始值
• 读取器线程读取x的原始值，并将其打印
• 编写器线程写入 x 的新值，但永远不会被读取

但它与此场景完全相同( volatile 和同步都允许):

• 读取器线程读取x的原始值，并将其打印
• 编写器线程读取x的原始值
• 编写器线程写入 x 的新值，但永远不会被读取

因此，在不修复另一个的情况下“修复”一个是没有意义的。

如果您想确保读取器线程在写入器线程写入之前不会读取 x ，您需要做一些更复杂的事情，例如使用等待和通知。