意外的线程行为。 能见度

Question

我有以下代码：

public static boolean turn = true;

public static void main(String[] args) {
    Runnable r1 = new Runnable() {
        public void run() {
            while (true) {
                while (turn) {
                    System.out.print("a");
                    turn = false;
                }
            }
        }
    };
    Runnable r2 = new Runnable() {
        public void run() {
            while (true) {
                while (!turn) {
                    System.out.print("b");
                    turn = true;
                }
            }
        }
    };
    Thread t1 = new Thread(r1);
    Thread t2 = new Thread(r2);
    t1.start();
    t2.start();
}

在课堂上，我们了解了使用非同步代码时可能发生的“可见性”问题。 我知道，为了节省时间，编译器将为循环决定对CPU缓存的抓取turn ，这意味着线程不会知道RAM中的turn值是否已更改，因为他不检查它。

据我了解，我希望代码像这样运行：

T1将看到转为true->进入循环并打印->将转为false->被卡住

T2会认为转弯没有改变->会被卡住

我希望如果T1在T2之前开始：只会打印'a'，并且两个线程都将在无限循环中运行而无需打印其他任何内容

但是，当我运行代码时，有时我会在两个线程卡住之前得到一些“ abab ....”。

我想念什么？

编辑：

以下代码完成了我所期望的：线程将在无限循环中运行：

public class Test extends Thread {
boolean keepRunning = true;

public void run() {
    long count = 0;
    while (keepRunning) {
        count++;
    }
    System.out.println("Thread terminated." + count);
}

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    Test t = new Test();
    t.start();
    Thread.sleep(1000);
    t.keepRunning = false;
    System.out.println("keepRunning set to false.");
}

}

它们彼此之间有何不同？

Answer 1

当我运行代码时，有时我会在两个线程卡住之前得到一些“ abab ....”。

我怀疑正在发生的事情是，在对代码进行JIT编译时，行为正在改变。 在JIT编译之前，写操作是可见的，因为解释器正在执行写操作。 在JIT编译之后，缓存刷新或读取已被优化……因为内存模型允许这样做。

我想念什么？

您缺少的是您期望未指定的行为是一致的。 不一定是。 毕竟，它是未指定的！ （这是正确的，即使我上面提出的解释不正确。）

Answer 2

turn不是不稳定的事实并不意味着您的代码会中断，而可能会中断。 就我们所知，线程在任何给定时刻都可能看到false或true。 无需特别说明，就可以随意清除缓存，线程可以保留其缓存等。

这可能是因为您的代码正在遭受System.out.print副作用，该副作用在内部写入同步方法：

  521       private void write(String s) {
  522           try {
  523               synchronized (this) {

（ 资料来源-DocJar ）

同步的内存影响可能会刷新缓存，因此会影响您的代码。

正如@Stephen C所说，它也可能是JIT，它可能会进行布尔检查，因为它假定值不会由于另一个线程而改变。

因此，在到目前为止提到的三种不同的可能性中，它们都可能是影响代码行为的因素。 可见性是一个因素，而不是决定因素。