如果2個不同的寫入和讀取線程永遠不會同時存在，我是否需要使用volatile

Question

通過參考http://www.javamex.com/tutorials/synchronization_volatile.shtml ， 由於附加規則3 ，我不確定在下列情況下是否需要使用volatile關鍵字。

1. 原始靜態變量將由線程A寫入。
2. 線程B將讀取相同的原始靜態變量。
3. 線程B只會在線程A“死”后運行。 （“死”表示，線程A的無效運行的最后一個語句已完成）

線程A寫入的新值是否會在“死”之后始終提交給主內存？ 如果是，是否意味着如果滿足上述3個條件，我不需要volatile關鍵字？

我懷疑在這種情況下需要volatile 。 根據需要， ArrayList可能會損壞。 由於一個線程可以執行insert和update size成員變量。 之后，另一個線程（不兼容）可能會讀取ArrayList的size 。 如果查看ArrayList源代碼，則不ArrayList size聲明為volatile。

在ArrayList JavaDoc中，只提到ArrayList不能安全地用於多個線程同時訪問ArrayList實例 ，但不能讓多個線程在不同的時間訪問ArrayList實例 。

讓我使用以下代碼來解決此問題

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    // Create and start the thread
    final ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
    Thread writeThread = new Thread(new Runnable() {
        public void run() {
            list.add("hello");
        }
    });
    writeThread.join();
    Thread readThread = new Thread(new Runnable() {
        public void run() {
            // Does it guarantee that list.size will always return 1, as this list
            // is manipulated by different thread?
            // Take note that, within implementation of ArrayList, member
            // variable size is not marked as volatile.
            assert(1 == list.size());
        }
    });
    readThread.join();
}

Answer 1

是的，您仍然需要使用volatile（或其他形式的同步）。

原因是兩個線程可以在不同的處理器上運行，即使一個線程在另一個線程開始之前已經完成了很長時間，也不能保證第二個線程在進行讀取時會獲得最新的值。 如果該字段未標記為volatile並且未使用其他同步，則第二個線程可以獲取在其運行的處理器上本地緩存的值。 理論上緩存的值可能在很長一段時間內都是過時的，包括在第一個線程完成之后。

如果使用volatile，則將始終將值寫入主內存並從主內存中讀取，從而繞過處理器的緩存值。

Answer 2

不，你可能不需要它。 盡管Mark Byers的回答開始相當准確，但它是有限的。 synchronized和volatile不是在線程之間正確傳遞數據的唯一方法。 還有其他一些較少談論“同步點”。 具體而言，線程開始和線程結束是同步點。 但是，啟動線程B的線程必須已經識別出線程A已完成（例如，通過連接線程或檢查線程的狀態）。 如果是這種情況，則變量不需要是volatile。

Answer 3

可能是的，除非您手動創建內存屏障。 如果A設置變量，並且B決定從某個注冊表中取出oit，那么就會出現問題。 因此，您需要一個內存屏障，隱式（鎖定，易失性）或顯式。

Answer 4

http://java.sun.com/docs/books/jls/third_edition/html/memory.html#17.4.4

線程T1中的最終操作與另一個檢測到T1已終止的線程T2中的任何操作同步。 T2可以通過調用T1.isAlive（）或T1.join（）來完成此操作。

因此，可以在不使用volatile的情況下實現目標。

在許多情況下，當存在明顯的時間依賴性時，同事正在由人員進行同步，並且應用程序不需要額外的同步。 不幸的是，這不是規則，程序員必須仔細分析每個案例。

一個例子是Swing工作者線程。 人們會在工作線程中進行一些計算，將結果保存到變量，然后引發事件。 然后，事件線程將從變量中讀取計算結果。 應用程序代碼不需要顯式同步，因為“引發事件”已經進行了同步，因此工作線程的寫入在事件線程中是可見的。

一方面，這是一種幸福。 另一方面，許多人不理解這一點，他們省略了同步只是因為他們從未想過這個問題。 他們的節目恰好是正確的......這一次。

Answer 5

如果線程A在線程B開始讀取之前肯定死亡，則可以避免使用volatile

例如。

public class MyClass {

   volatile int x = 0;

   public static void main(String[] args) {

      final int i = x;
      new Thread() {
         int j = i;
         public void run() {
            j = 10;
            final int k = j;
            new Thread() {
               public void run() {
                  MyClass.x = k;
               }               
            }.start();
         }
      }.start();
   }
}

但問題是，無論Thread啟動哪個線程B，現在都需要線程A寫入的值已經改變，並且不使用自己的緩存版本。 最簡單的方法是讓線程A生成線程B.但是如果線程A在生成線程B時沒有別的事情可做，那么這似乎有點無意義（為什么不使用相同的線程）。

另一個替代方案是，如果沒有其他線程依賴於此變量，則可能線程A可以使用volatile變量初始化局部變量，執行它需要執行的操作，然后最終將其局部變量的內容寫回volatile變量。 然后，當線程B啟動時，它從volatile變量初始化其局部變量，然后僅從其局部變量讀取。 這應該大大減少保持volatile變量同步所花費的時間。 如果這個解決方案似乎不可接受（因為其他線程寫入volatile變量或其他），那么你肯定需要聲明變量volatile。