在多線程環境中讀取值

我正在閱讀線程和鎖的JLS文檔http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-17.html#jls-17.5。在多線程環境中讀取值

class FinalFieldExample { 
final int x; 
int y; 
static FinalFieldExample f; 

public FinalFieldExample() { 
    x = 3; 
    y = 4; 
} 

static void writer() { 
    f = new FinalFieldExample(); 
} 

static void reader() { 
    if (f != null) { 
     int i = f.x; // guaranteed to see 3 
     int j = f.y; // could see 0 
    } 
} 
}

我很困惑上面的例子（ex no 17.5-1）在部分提到的如何f.y可以被視爲零。 Reader線程將讀取對象f爲null，在這種情況下，它不會執行任何操作，或者它將通過一些引用讀取對象f。如果對象f有引用，那麼構造函數必須已經完成其執行，即使多個Writer線程正在運行，以便可以將引用分配給f，並且如果構造函數已經執行，那麼fy應該被視爲4.

In什麼情況可以fy = 0是可能的？

感謝

來源

2013-02-07 Rohit

在什麼情況下f.y = 0是可能的？

Java的內存模型允許JIT編譯器重新排序非最終領域外構造函數初始化。 x字段是最終的，所以它必須由JVM初始化，但y不是最終的。因此FinalFieldExample可能被分配並設置爲static FinalFieldExample f，但y字段的初始化尚未完成。

引用自17。5-1：

因爲寫入方法在對象的構造函數完成後寫入f，讀取方法將保證看到fx的正確初始化值：它將讀取值3.但是，fy不是最終的;讀者的方法因此不能保證看到它的值4。

因爲f.y是不是最終也無法保證它已被設定時間構造完成並static f分配。所以有一個競賽條件創建和reader可能會看到y爲3或0取決於這場比賽。

來源

2013-02-07 20:44:37 Gray

這裏可能需要注意術語。對於大多數人來說：'編譯器'意味着'javac'，並且該編譯器不會對任何東西重新排序。 JIT編譯器Hotspot可以重新排列指令。但即使如此，'編譯器'可能不是全部，因爲硬件（CPU）也可以執行指令重新排序。緩存行爲也可能導致重新排序指令。 –

好點的熱點編譯器@Martin。我編輯了我的答案。這是我的理解，CPU不做指令重新排序。它可能會傳輸指令，導致它們以不同的順序執行，但不能任意重新排序。 – Gray

是的，我認爲緩存行爲（以及可能的註冊使用）更可能像併發問題描述。 *一些*體系結構可以重新排列指令，但除非實際使用它們，否則這不是問題。 :) –

如果一個線程寫入到一個變量，另一個線程讀取它，它有可能是第二個線程沒有看到新的值，即使在讀取時間後發生的。例如，如果兩個線程在不同的處理器上執行，並且寫入的值被緩存在本地處理器寄存器中，則可能會發生這種情況。

Java規範使得這種非直觀的行爲可能爲了提高性能，當你閱讀有關「之前發生（如果這是不可能的，那麼處理器不能使用其本地內存）

所以「在Java存儲器模型中的關係，請記住在程序邏輯中發生」物理「之前（不一定是發生）。您需要明確建立兩個線程之間的「發生之前」關係，例如通過使用易變變量進行同步，或者在此情況下使用最終變量。

來源

2013-02-07 20:36:20 lbalazscs

我同意，但在這種情況下，我不認爲這是可能的，因爲每次寫入發生在y和x它會發生在不同的內存地址，所以我不認爲JIT編譯器會將它保留在寄存器中。即使它在單個mem地址上只發生一次寫入。不過，我懷疑如果默認啓動在這裏扮演任何邪惡 – Rohit

JIT編譯器會執行JLS允許的所有操作，它認爲這可以提高性能。保持寫入寄存器是合乎邏輯的，因爲如果該字段不是最終的，它可能會改變。 – lbalazscs

我想我在格雷的回答和你的編輯後得到了你的觀點。謝謝！ – Rohit

它不僅是指令重新排序。即使對f.y的寫入在f之前，也可能發生。對象和類都是人類的煙霧和鏡子。在CPU級別，它是所有裝載內存位置和存儲內存位置。數據首先進入CPU緩存。讓我們假設在這種情況下，f到達一個緩存行，而f.y到另一個緩存行。寫入器線程執行其他操作來使第一個緩存行（保持f）對其餘的CPU可見。持有f.y的那個不可見（沒有指示CPU這樣做）。內存位置仍然爲0.當讀取器線程運行在不同的CPU上時，它將加載內存位置，因爲沒有任何事情告訴CPU該位置在另一個CPU緩存中有未決更改。這意味着第二個CPU將從內存中加載f和f.y。 f保存最新值，但最新的f.y仍然在緩存中，所以內存位置爲0.通過放置volatile，final等，實際上是告訴編譯器生成代碼，告訴CPU發佈數據。這只是一個例子，還有更多。

來源

2013-02-07 20:43:14 jdb

f.y可以以下面的方式被視爲0：

假設2 threads T1和T2正在運行。 T1正在訪問方法writer，而T2正在加入與FinalFieldExample相同對象的方法reader。

T1調用方法writer()。 f.x已經初始化爲3，因爲它被聲明爲final，它使得它編譯時間常量，所以它在類實例創建之前發生的類FinalFieldExample的初始化期間被初始化爲給定值。由於f未被聲明爲volatile，所以編譯器按照以下方式重新編排對象創建步驟的順序：（a）f被聲明爲非空（b）FinalFieldExample的對象被創建（b）f被引用到該對象。但在點（a）由T1執行之後，T1被T2搶佔
T2稱爲方法reader()。它發現f不爲空，因此它在if塊內。 f.x已被初始化爲3，所以i被賦值爲3。但是f.y直到現在被初始化爲默認值0，因爲在上面給出的步驟1中沒有完成對象的構造。因此j被賦值爲0。

所以我們看到，未聲明變量f揮發給出 compiler自由度以這樣的方式，雖然執行調用constructor是內聯優化代碼，共享變量f共享線程T1和T2可能會立即更新一旦存儲已被分配，但在內聯構造函數初始化對象。

來源

2013-02-07 20:48:21

在多線程環境中讀取值

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