java8中使用volatile实现Acquire/Release模型

编程问答 2022-05-28

问题描述

就我而言，我想在 java8 中使用 Acquire/Release 实现 volatile 模型。

所以我写的代码使用了一个易变的共享变量I来保证MAP的修改可以被其他线程看到。

public static volatile int I = 0;

public static final Map<String,String> MAP = new HashMap<>();

// run at Thread-1
public static void write(){
    MAP.put("test","test");
    I++;                      // release
}

// run at Thead-2
public static void read(){
    int i = I;                // acquire
    MAP.get("test");          // want to see the modifying by write()
}

我的问题是：

  1. 代码同步是否正确？
  2. JIT 是否有可能消除了未使用的局部变量 i，从而使 acquire 操作无效？

解决方法

首先请注意，++ 变量上的 volatile 不是原子的，因此，在多次更新的情况下，您不能依赖其值。

只要只有一个更新，检查更新是否确实发生就足够了，但执行检查至关重要。否则，无法保证（应该是获取）易失性读取是随后（应该是发布）易失性更新。

只需考虑以下时间：

      Thread 1        Thread 2

    ┌            ┐    [ Read I    ]
    │ map update │    ┌           ┐    
    └            ┘    │ map query │
    [ Write I    ]    └           ┘

这里，两个线程同时使用地图，这是无可救药的破坏，而 acquire 和 release 操作没有任何后果，因为 acquire 不是 发布后发布。

只有当你检查你读取的值并且只有当它是另一个线程写入的预期值时才可以继续依赖这种关系。

由于整个构造仅适用于单个更新，因此您可以改用 boolean：

private static volatile boolean I = false;

private static final Map<String,String> MAP = new HashMap<>();

// run at Thread-1
public static void write(){
    MAP.put("test","test");
    I = true;                      // release
}

// run at Thead-2
public static void read(){
    if(I) {                // acquire
        MAP.get("test");          // want to see the modifying by write()
    }
}

您不能将它用于多次更新，因为想要执行第二次更新的线程必须确保在第一次更新后读取地图的所有线程完成之前不开始更新地图。但是这种方法根本无法获得这些信息。

,

在我看来，您混淆了术语。 Java 中的 volatile 提供顺序一致性，而 release/acquire 语义不提供。您可以将其视为 volatile 比 release/acquire 强。您可以阅读the beginning of this answer，了解两者之间的潜在差异是什么。

然后，文档中有这个 subsequent word，它的意思是：

对 volatile 字段的写入发生在每次后续读取同一字段之前。

这意味着 ThreadA 必须观察写入 volatile 所做的 ThreadB 字段。这意味着您需要检查是否看到了写入：

boolean flag = ...

ThreadA: flag = true; // this is the "release"

ThreadB: if(flag) { .... } // this is the "acquire"

只有当 ThreadB 进入 if statement 时（即获取发生的时候），你才能保证在写入（flag = true）之前发生的所有事情将在 if 子句中可见。

您可以使用 VarHandle::setRelease 和 VarHandle::getAcquire 通过更便宜的方式实现相同的目的，但要小心，因为它提供的保证不如 volatile，特别是它不{{3 }}。

所以你的例子有点缺陷。您可以通过认为发布是一个读者必须遵守的编写来稍微简化您对 release/acquire 的理解，使用特殊规则，例如 volatile 或VarHandle::setRelease/getAcquire。你不做这些。您的 I++（除了不是原子的）不会被其他人观察，您的 int i = I 不会被检查以查看值是否真的被写入。

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