是否有必要使原始實例變量易變？

Question

為了試驗多線程概念，我正在實現我自己的使用悲觀鎖定的AtomicInteger版本。 它看起來像這樣：

public class ThreadSafeInt {
    public int i; // Should this be volatile?

    public ThreadSafeInt(int i) {
        this.i = i;
    }

    public synchronized int get() {
        return i;
    }

    public synchronized int getAndIncrement() {
        return this.i++;
    }
    // other synchronized methods for incrementAndGet(), etc...
}

我編寫了一個測試，它接受一個ThreadSafeInt實例，將它提供給數百個線程，並使每個線程調用getAndIncrement 100,000次。 我所看到的是所有增量都正確發生，整數的值正好(number of threads) * (number of increments per thread) ，即使我沒有在原始實例變量i上使用volatile。 我期望如果我沒有使i易變，那么我會得到很多可見性問題，例如，線程1將i從0遞增到1，但是線程2仍然看到值0並且還將其遞增到1 ，導致最終值小於正確值。

我知道可見性問題是隨機發生的，並且可能取決於我的環境的屬性，因此即使可見性問題存在固有的潛在可能性，我的測試也可以正常工作。 所以我傾向於認為volatile關鍵字仍然是必要的。

但這是對的嗎？ 或者我的代碼有一些屬性（可能是它只是一個原始變量等），我實際上可以信任它來消除對volatile關鍵字的需求？

Answer 1

即使我沒有在原始實例變量i上使用volatile。 我預計，如果我沒有讓我變得不穩定，那么我會遇到很多可見性問題

通過使getAndIncrement()和get()方法synchronized ，正在修改i所有線程都正確地鎖定它以進行更新和值的檢索。 synchronized塊使得i不必變得volatile因為它們也確保了內存同步。

也就是說，您應該使用AtomicInteger來包裝volatile int字段。 AtomicInteger getAndIncrement()方法更新該值，而不必求助於synchronized塊，這仍然是線程安全的更快。

public final AtomicInteger i = new AtomicInteger();
...
// no need for synchronized here
public int get() {
    return i.get();
}
// nor here
public int getAndIncrement() {
    return i.getAndIncrement();
}

我會得到很多可見性問題，例如，線程1將i從0遞增到1，但是線程2仍然看到值0並且還將其遞增到1，導致最終值小於正確值。

如果你的get()方法沒有synchronized那么你的增量可能會被正確處理，但是其他線程看不到i正確發布的值。 但是這兩種方法都是synchronized這確保了讀寫時的內存同步。 synchronized也會執行鎖定，以便您可以執行i++ 。 AtomicInteger再次更有效地處理內存同步和增量競爭條件。

更具體地說，當進入synchronized塊時，它與讀取存儲器屏障相交，該讀取存儲器屏障與從volatile字段讀取相同。 當退出synchronized塊時，它會越過寫入內存屏障，這與寫入volatile字段相同。 與synchronized塊的不同之處在於還存在鎖定以確保一次只有一個人鎖定特定對象。