为什么java 5+中的volatile不能确保来自另一个线程的可见性？

Question

根据:

http://www.ibm.com/developerworks/library/j-jtp03304/

在新的内存模型下,当线程A写入易失性变量V,并且线程B从V读取时,在写入V时对A可见的任何变量值现在都保证对B可见.

互联网上的许多地方声明以下代码永远不应该打印"错误":

public class Test {
    volatile static private int a;
    static private int b;

    public static void main(String [] args) throws Exception {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread() {

                @Override
                public void run() {
                    int tt = b; // makes the jvm cache the value of b

                    while (a==0) {

                    }

                    if (b == 0) {
                        System.out.println("error");
                    }
                }

            }.start();
        }

        b = 1;
        a = 1;
    }
}

b 当a为1 时,所有线程应为1.

但是我有时会打印出"错误".这怎么可能？

Answer 1

更新:

对于任何感兴趣的人来说,这个bug已经针对Java 7u6 build b14进行了解决和修复.您可以在此处查看错误报告/修复

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原始答案

在考虑内存可见性/顺序时,您需要考虑它之前发生的关系.重要的前提条件b != 0是a == 1.如果a != 1那么b可以是0或1.

一旦线程看到,a == 1那么该线程可以保证看到b == 1.

在OP示例中,一旦while(a == 0)突破b保证为1 ,就发布Java 5

编辑:

我多次运行模拟并没有看到你的输出.

你在测试什么操作系统,Java版本和CPU？

我在Windows 7上,Java 1.6_24(尝试使用_31)

编辑2:

对OP和Walter Laan的称赞 - 对我来说,只有当我从64位Java切换到32位Java时才会发生(但可能不会被排除在外)64位Windows 7.

编辑3:

分配给tt,或者更确切地说静态,b似乎产生了重大影响(证明这个去除了int tt = b;它应该始终有效.

看来binto 的加载tt将在本地存储字段,然后将在if coniditonal中使用(不是对该值的引用tt).因此,如果b == 0为真,则可能意味着本地商店为tt0(此时它是一个将1分配给本地的竞赛tt).这似乎只适用于具有客户端设置的32位Java 1.6和7.

我比较了两个输出组件,这里有直接的区别.(请记住这些是片段).

这印刷的"错误"

 0x021dd753: test   %eax,0x180100      ;   {poll}
  0x021dd759: cmp    $0x0,%ecx
  0x021dd75c: je     0x021dd748         ;*ifeq
                                        ; - Test$1::run@7 (line 13)
  0x021dd75e: cmp    $0x0,%edx
  0x021dd761: jne    0x021dd788         ;*ifne
                                        ; - Test$1::run@13 (line 17)
  0x021dd767: nop    
  0x021dd768: jmp    0x021dd7b8         ;   {no_reloc}
  0x021dd76d: xchg   %ax,%ax
  0x021dd770: jmp    0x021dd7d2         ; implicit exception: dispatches to 0x021dd7c2
  0x021dd775: nop                       ;*getstatic out
                                        ; - Test$1::run@16 (line 18)
  0x021dd776: cmp    (%ecx),%eax        ; implicit exception: dispatches to 0x021dd7dc
  0x021dd778: mov    $0x39239500,%edx   ;*invokevirtual println

和

这没有打印"错误"

0x0226d763: test   %eax,0x180100      ;   {poll}
  0x0226d769: cmp    $0x0,%edx
  0x0226d76c: je     0x0226d758         ;*ifeq
                                        ; - Test$1::run@7 (line 13)
  0x0226d76e: mov    $0x341b77f8,%edx   ;   {oop('Test')}
  0x0226d773: mov    0x154(%edx),%edx   ;*getstatic b
                                        ; - Test::access$0@0 (line 3)
                                        ; - Test$1::run@10 (line 17)
  0x0226d779: cmp    $0x0,%edx
  0x0226d77c: jne    0x0226d7a8         ;*ifne
                                        ; - Test$1::run@13 (line 17)
  0x0226d782: nopw   0x0(%eax,%eax,1)
  0x0226d788: jmp    0x0226d7ed         ;   {no_reloc}
  0x0226d78d: xchg   %ax,%ax
  0x0226d790: jmp    0x0226d807         ; implicit exception: dispatches to 0x0226d7f7
  0x0226d795: nop                       ;*getstatic out
                                        ; - Test$1::run@16 (line 18)
  0x0226d796: cmp    (%ecx),%eax        ; implicit exception: dispatches to 0x0226d811
  0x0226d798: mov    $0x39239500,%edx   ;*invokevirtual println

在这个例子中,第一个条目来自打印"错误"的运行,而第二个条目来自没有打印的错误.

工作运行似乎b在测试之前正确加载和分配等于0.

  0x0226d76e: mov    $0x341b77f8,%edx   ;   {oop('Test')}
  0x0226d773: mov    0x154(%edx),%edx   ;*getstatic b
                                        ; - Test::access$0@0 (line 3)
                                        ; - Test$1::run@10 (line 17)
  0x0226d779: cmp    $0x0,%edx
  0x0226d77c: jne    0x0226d7a8         ;*ifne
                                        ; - Test$1::run@13 (line 17)

打印"错误"的运行加载了缓存版本 %edx

  0x021dd75e: cmp    $0x0,%edx
  0x021dd761: jne    0x021dd788         ;*ifne
                                        ; - Test$1::run@13 (line 17)

对于那些有汇编程序经验的人,请权衡:)

编辑4

应该是我的最后一次编辑,因为并发开发者可以得到它,我确实测试了有没有int tt = b;更多的 任务.我发现当我将最大值从100增加到1000时int tt = b,包含时的错误率似乎为100%,排除时则为0%.

Answer 2

根据以下JCiP的摘录,我认为你的例子永远不应该打印"错误":

volatile变量的可见性效果超出了volatile变量本身的值.当线程A写入volatile变量并且随后线程B读取同一个变量时,在写入volatile变量之前A可见的所有变量的值在读取volatile变量后变为B可见.