Java volatile 变量多线程行为

Question

最近面试面试，对这道题摸不着头脑。我会把我解释过的和我想知道什么是正确的行为放在一起。我想确保我的理解是正确的，不是为了面试，而是为了变得更好。

**问题：**我们下面有一个计数器（java 代码），如果说 20 个线程运行这个代码是并行的，那么 a 和 b 的值会相同吗？如果 b 不可变怎么办

我的回答：可能是也可能不是。为什么 - 当存在竞争条件时，没有 gua运行teee 不同线程将看到 b 或 a 的更新值，在这种情况下，值会不同。在这里，我认为 volatile 没有任何区别。

我写了一个简单的客户端，运行这段代码在 16 核笔记本电脑上的线程数最多为 50，当我尝试运行 500 次时，我可以看到 a 和 b 的相同值。但是，当我将线程数增加到 200 时，有时我会看到不同的值。

问题 - 正确答案是什么？我的理解是否正确？为什么我在笔记本电脑上看到了不同的结果？

public class VolatileCounter implements Runnable {


    private static int a;
    private volatile static int b;

    public VolatileCounter() {
    }

    @Override
    public void run() {
        try{

            b++;
            a++;
        }finally {
                      //some system println....
        }

    }

    public void printNumbers() {
        System.out.println(b);
        System.out.println(a);
    }

}

Answer 1

即使有 50 个线程，该值也可能不同，这完全取决于竞争条件和上下文切换。由于a和b是原始类型，所以它是否是volatile并不重要

Answer 2

大部分问题是递增运算符不是线程安全的，因为它采取了多个步骤：首先它们必须获取当前值，然后递增，然后用新值更新字段，给其他线程机会交错操作并混淆结果。参见 Is the pre-increment operator thread-safe?。（如果我向他们展示类似的东西，这将是我希望从我正在采访的人那里听到的要点。）

一些观察：

仅仅因为并发问题可以发生并不意味着它一定会发生。提高并发级别确实会增加出现问题的机会，这就是您所观察到的。
这并不是说内存可见性不起作用，只是很难将其与本示例中的非线程安全运算符行为区分开来。如果这里没有 volatile 关键字，更新是否可见取决于 JVM 实现。 PC 上的 JVM 通常相当宽容。其他平台可能不是。
如果您在代码中包含 printlns，它们会在控制台上获得锁定，因此它们会影响多线程行为和更新的可见性。
有一个称为搭载的内存可见性技巧也可能发挥作用并影响 class 变量 a 的更新是否可见，请参阅：Volatile piggyback. Is this enough for visiblity?

Answer 3

如果您像这样启动 50 个线程，那么启动这些线程会花费很长时间，因此很有可能它们不会运行同时启动。如果它们确实同时发生在运行上，您可能会发现这两种情况下的数字都略低于预期。

注意：使用 volatile 字段不仅会影响字段 b，还会影响 b 之前和之后的所有内存访问，即它还会影响 a.

自增操作实际上是加载、自增和存储，所以实际上不是线程安全的。

Java volatile 变量多线程行为

Java volatile variable multithreading behavior

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