Java：如何自动检查哪些字段需要 volatile 修饰符？

Question

volatile当多个并发线程读/写变量时需要修饰符。

是否有工具可以volatile自动检测缺少的修饰符，例如在 Android Studio 中？

算法：

for (Class c:allClasses) {
    for (Field f:allFields) {
        List<Method> allMethods = getCallHierarchy(field);
        
        for (Method m:allMethods) {
            List<Thread> threads = getCallingThreads();
            if (threads.size() > 1) {
                Log.w("Warning: field "+f+" is accessed by several threads.");
            }
        }
    }
}

测试算法的代码：

public class Foo {
    private int a; //accessed by only one Thread - ok
    private int b; //accessed by two Threads - show compiler warning

    public static void main(String[] args) {
        a = 10; //no race condition - ok
        
        b = 1;
        Thread th = new Thread(this::someMethod);
        th.start(); //update to field "b" might stay unnoticed for mainThread

        while(!isDone) {
            Thread.sleep(20); //wait for the other Thread to finish
        }

        b += 2;
        
        System.out.println(b); //3 or 6
    }
    
    private void someMethod() {
        b += 3;
        isDone = true;
    }

    private volatile boolean isDone = false;
}

Answer 1

不，不可能。

volatile当多个并发线程读/写变量时需要修饰符。

这是完全错误的。

任何由多个线程访问的字段（至少有一个正在写入）都需要“发生前”保护。

volatile只是获取它的一种方法。synchronized是另一个。还有更奇特的方式。

哪个代码执行此操作？这……无法说清楚。在编译时不可能知道哪一行代码可能在哪个线程下运行。线程模型的设置方式以及暂停问题本身，这在数学上是不可能做到的。

这仅留下一条路线：

拥有一个虚拟机，对整个系统中每个非易失性字段的每次写入进行簿记，标记当时哪些锁处于活动状态、粗略的时间戳和堆栈跟踪。

这是一个令人难以置信的记账量，即使是在拥有大量内存的强大手机上，这也会让速度变得缓慢。但是，让我们这样做吧，并要求开发人员或测试人员在使用手机上的每个功能时耐心等待。

系统运行很长一段时间后，会发现字段访问在时间上似乎是交错的，并且没有共享活动锁。吐出这些访问：瞧，有一个列表，开发人员需要检查正在发生的情况，并可能添加某种锁定机制。可能是“标记字段volatile”，但更有可能的是您应该做其他事情来确保正确控制并发访问；volatile有点松散，大多数并发原则都不能用volatile字段正确编写。

我不知道有任何这样的工具，但至少现在你知道具体要寻找什么。