为什么java 5中的volatile不能确保从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，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;
    }
}

当a为1时，所有线程的b应为1。

然而，我有时会打印“错误”。这怎么可能呢？

Answer 1

您可能想查看并发兴趣邮件列表中有关此问题的讨论线程：http://cs.oswego.edu/pipermail/concurrency-interest/2012-May/009440.html

客户机JVM（-client）似乎更容易重现这个问题。

Answer 2

根据下面JCiP的摘录，我认为您的示例永远不应该打印“错误”：

可变变量的可见性影响超出了可变变量本身的值。当线程a写入易失性变量，然后线程B读取该变量时，在写入易失性变量之前对a可见的所有变量的值在读取易失性变量后对B可见。

Answer 3

更新：

对于任何感兴趣的人来说，Java 7u6 build b14已经解决并修复了这个错误。你可以在这里看到错误报告/修复

• 报告
• 变更集
• 错误列表

原始答案

当考虑记忆的可见性/顺序时，你需要考虑它发生在关系之前。b！=0代表a==1。如果a！=1那么b可以是0或1。

一旦一个线程看到a==1，那么该线程就保证看到b==1。

Java 5之后，在OP示例中，一旦while（a==0）中断，b保证为1

编辑：

我多次运行模拟，没有看到您的输出。

什么操作系统，Java版本

我在Windows 7Java16_24（尝试_31）

编辑2：

感谢OP和Walter Laan——对我来说，这只发生在我从64位Java切换到32位Java，在（但可能不排除在）64位windows 7上时。

编辑3：

分配给tt，或者更确切地说，分配给b的staticget似乎具有重大影响（为了证明这一点，请删除int tt=b；，它应该始终有效。

似乎加载到tt中的b将本地存储字段，然后在if coniditonal中使用该字段（对该值的引用不是tt）。所以如果b==0是true，这可能意味着tt的本地存储是0（在这一点上，将1分配给本地tt是一场竞赛）。这似乎只适用于32位Java1.6

我比较了两个输出组件，直接的区别就在这里。（请记住，这些是片段）。

这个打印的“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

在本例中，第一个条目来自打印“错误”的运行，而第二个条目来自未打印的运行。

在测试前，工作运行似乎已正确加载并分配b，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)

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

对于那些有更多组装经验的人，请权衡：）

编辑4

这应该是我的最后一次编辑了，因为并发开发人员已经开始着手了，我测试了int tt=b和int tt=b 作业更多。我发现，当我将最大值从100增加到1000时，当包含int tt=b时，似乎有100%的错误率，而当排除时，错误率为0%。