请教一个关于 volatile 数组的问题

[LittlePaper]

在网络上搜索到的大部分的结论都是说 volatile 修饰的是数组的引用，不能保证数组元素的可见性，我写代码测试了一下：

public class VolatileTest {
    private volatile boolean[] running = {true};

    public void test() throws InterruptedException {
        new Thread(() -> {while (running[0]) {}}).start();
        Thread.sleep(1000);
        running[0] = false;
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        new VolatileTest().test();
    }
}

上述代码运行是可以正常退出的，但如果去掉 volatile，则无法退出循环。这就与上述的结论矛盾了？

[momocraft]

"不保证" 不是 "保证不"。试图用实验证明线程安全多少属于 cargo cult。

[Luckyray]

1 楼终结此贴

[Luckyray]

不对，我小看了 v2exer，坐等楼下大佬翻出来编译器的代码，解释下具体实现。

[kiddult]

加一下-XX:+PrintCompilation，你会发现 made not entrant 那行字在你设置 false 之前，直接被优化掉了

[seaswalker]

个人觉得这是提升优化，不加 volatile，编译器会优化成在 while 循环外判断一次，内部则是死循环

[seaswalker]

进一步说，这是 jit 编译器的提升优化，楼主可以试下下面的代码:
public class Test {

private static boolean flag = true;

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (flag);
System.out.println("退出");
}
}).start();

Thread.sleep(500);

flag = false;
}

}

在两种情况下可以退出，
1. flag 加 volatile
2. 加上 JVM 参数-Xint 关闭 JIT 编译。我觉着其实这里并没有什么可见性问题，这种单个变量的修改本身就应该是原子的，volatile 不可能加速其它 CPU 看到修改的过程，这里的 volatile 准确来说是对编译器的提示，告诉编译器这个变量是可能被修改的，不要随便搞事情。。。

[Infernalzero]

应该这样写
public class VolatileTest {
private volatile boolean[] running = { true };

public void test() throws InterruptedException {
new Thread(() -> {
final boolean a = running[0];
while (a) {
}
}).start();
Thread.sleep(1000);
running[0] = false;
}

public static void main(final String[] args) throws InterruptedException {
new VolatileTest().test();
}
}

[LittlePaper]

@seaswalker 谢谢，确实是 JIT 引起的。原来一直以为是可见性的问题，很多文章都这么写，这次想到数组元素的可见性应该是不受 volatile 影响的，没想到结果出乎意外。不过按我的理解与猜测，可见性的问题理论上是存在的，一个线程修改了共享变量的值，另外一个线程不能立即看到，但最终能够看到，例如会定期地根据主内存的内容刷新工作内存，可能依赖于具体实现。其实我之前也发现了不用 volatile 也不一定造成循环无法退出，例如若在循环中有打印语句的话也可以退出，看来只是在这种简单的空循环下，由于编译优化造成了死循环。

[alamaya]

volatile 两大功能，一个可见性，一个指令重排

[LittlePaper]

@Infernalzero 这里是原生类型（ boolean ），a 是另外一个独立的变量，当然会死循环。

[seaswalker]

再补充几点。一个 CPU 在修改 cache line 之前首先要获得对其的排他控制权，即要向其它 CPU 发送使无效消息，而为了保证性能，每个 CPU 均有一个 Invalidate Queue 用于处理使无效消息，但是 CPU 不提供何时处理使无效消息的保证。Java 的 volatile 实现会在读时插入一个 smp_rmb()，但是 CPU 在遇到读屏障时不会马上刷新 Invalidate Queue，而是只保证顺序，这就是为什么我上面说 volatile 不会加速其它 CPU 看到修改。所以在单个变量的读写上，其实根本没必要使用 CPU 层面上的内存屏障，对付编译器的屏障足矣，这就是 Linux 内核 ACCESS_ONCE 宏的作用，然而 Java 却没得选。。。2333

[seaswalker]

可见性这个东西，我上面说的没有可见性问题，指的是硬件层面。我觉得 Java 里面的可见性指的是两个方面：

1. 软件层面，编译器重排。
2. 硬件层面上的多变量访问的顺序问题。

可能我们说的都没错，硬件上确实没有顺序问题，而由于 JIT 的优化确实产生了"不可见"的结果，一个概念的两个层面。