Java 为什么在CPU共享缓存上更新非易失性变量？

flag变量不是易失性的，所以我希望在线程1处看到一个无限循环。但我不明白为什么Thread1可以在flag变量上看到Thread2的更新

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为什么在CPU共享缓存上更新非易失性变量？这里的易失性和非易失性标志变量之间有区别吗

static boolean flag = true;

public static void main(String[] args) {

    new Thread(() -> {
        while(flag){
            System.out.println("Running Thread1");
        }
    }).start();

    new Thread(() -> {
        flag = false;
        System.out.println("flag variable is set to False");
    }).start();

}

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这样一个简单的程序将显示可感知的结果，这是零保证。我的意思是，它甚至不能保证哪个线程将首先启动，至少

但总的来说，可见性效果只有通过仔细构建所谓的“先发生后关系”才能得到保证。这是您唯一的保证，确切地说：

对易失性字段的写入发生在对该字段的每次后续读取之前

如果没有volatile，安全网就消失了。你可能会说，“但我无法复制”。答案是：

• 。。。这一次

• 。。。在这个平台上

• 。。。使用此编译器

• 。。。在这个CPU上

等等

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事实上，您在其中添加了一个

System.out.println

（内部将有一个

synchronized

部分），这只会加剧问题；从某种意义上说，这会让一个线程永远运行下去，从而失去更多的机会

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我花了一段时间，但我想我可以举一个例子来证明这一点。为此，您需要一个合适的工具：

您不需要理解代码（尽管这会有所帮助），但总体而言，它构建了两个“参与者”或两个线程，可以更改两个独立的值：

x

和

y

。有趣的是：

if(x == 2) {
     int local = y;
     result.r1 = x + local;
}

如果

x==2

，我们输入if分支和

结果。r1

应该总是

4

，对吗？如果

result.r1

是

3

，这是什么意思

这意味着

x==2

（否则根本不会写入

r1

，因此

result.r1

将为零），这意味着

y==1

这意味着

ThreadA

（或

writerThread

）执行了写入操作（我们确信

x==2

，因此

y

也应该是

2

），但

ThreadB

（

readerThread

）没有观察到

y

是

2

；它仍然将

y

视为

1

这些都是由

@结果（..）

定义的案例，显然我关心的是

3

。如果我运行这个（由您来决定如何运行），我将看到输出中确实存在

ACCEPTABLE\u interest

case

如果我只做了一次更改：

 private volatile int x = 1;

通过添加

volatile

，我开始遵循JLS规范。特别是该链接中的3点：

如果x和y是同一线程的动作，并且x在程序顺序中位于y之前，那么hb（x，y）

对易失性字段的写入发生在对该字段的每次后续读取之前

如果hb（x，y）和hb（y，z），那么hb（x，z）

这意味着，如果我看到

x==2

，我还必须看到

y==2

（不同于没有

volatile

）。如果我现在运行这个示例，

3

不会成为结果的一部分

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这应该证明

非易失性

读取可以是快速的，因此会丢失，而

易失性

读取不能丢失。

在X86上，缓存总是一致的。因此，如果CPU1在地址a上执行存储，并且CPU2的缓存线包含，则在存储可以提交到CPU1上的L1D之前，CPU2上的缓存线将失效。因此，如果CPU2希望在缓存线失效后加载A，它将遇到一致性丢失，首先需要使缓存线处于共享或独占状态，然后才能读取A。因此，它将看到A的最新值

因此，不稳定的负载和存储不会影响缓存的一致性。在X86上，在CPU1将A提交给L1D之后，不会在CPU2上为A加载旧值

volatile的主要目的是防止针对其他加载和存储重新排序到其他地址。在X86上，几乎所有的重新排序都被禁止；由于存储缓冲，只有较旧的存储可以与较新的加载一起重新排序到不同的地址。防止这种情况的最明智的方法是在写入后添加[StoreLoad]屏障

有关更多信息，请参阅：

在JVM上，这通常使用“lock addl%（rsp），0”实现；这意味着0被添加到堆栈指针。但MFENCE同样有效。在硬件级别上发生的情况是，加载的执行停止，直到存储缓冲区耗尽为止；因此，较旧的存储需要全局可见（将其内容存储在L1D中），较新的加载才能全局可见（从L1D加载其内容），因此，阻止了较旧存储和较新加载之间的重新排序

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附言：尤金上面说的是完全正确的。最好从Java内存模型开始，它是任何硬件的抽象（因此没有缓存）。除了CPU内存障碍，还有编译器障碍；因此，我上面的故事只提供了硬件上发生的高级别概述。我发现对硬件层面上发生的事情有一些线索是非常有见地的。

1。非易失性并不意味着更改不可见；没有花环。2.

println

涉及同步，这会影响可见性。

out.println（）

在打印前缓冲文本。您可以使用

System.err.println（）

立即获得结果“这里的易失性标志变量和非易失性标志变量之间是否存在差异？”可能。也许不是。如果它不是易失性的，那么JVM可以选择

 private volatile int x = 1;