关于 jmm 内存模型的问题

[cmai]

代码如下

 public static void main(String[] args) {
        Test a = new Test();
        a.start();
        for (; ; ) {
            if (a.isFlag()) {
                System.out.println("1");
            }
        }
    }

    static class Test extends Thread {

        private boolean flag = false;

        public boolean isFlag() {
            return flag;
        }

        @SneakyThrows
        @Override
        public void run() {
            Thread.sleep(1000);
            flag = true;
            System.out.println(flag);

        }
    }

背景

野生码仔，对这个问题困惑了一下午

我所了解的知识(不一定正确)

1. jmm 内存模型中有主存和线程工作内存之分，线程读取一个变量会从主存读到工作内存之中，然后一切操作都是基于工作内存
2. 工作内存是逻辑概念，实际可能是比如 cpu 缓存
3. cpu 缓存一致性协议，如果有写操作的话，会通知主存此变量失效，然后其他线程有用这个变量的话会重新读取

代码执行结果

主线程中读到的 flag 值始终为 false

补充

代码改为如下，加上了 else

        for (; ; ) {
            if (a.isFlag()) {
                System.out.println("1");
            }else{
               System.out.println("2");
            }
        }

a 线程修改完 flag 值后，主线程是能拿到最新的值的

问题

1. else 到底影响了主存和工作内存之间的哪些交互？
2. 在没有 else 的情况下，a 线程修改了 flag 的值，main 线程的死循环里为何一直拿不到修改后的值

猜测

是否和 cpu 缓存使用的 mesi 协议有关？

[cmai]

期待答复

[zhgg0]

你点进 println 方法看下。

[yeqizhang]

建议 javap 看下字节码

[cmai]

@zhgg0 感谢，看到了 sync，瞬间懂了。。。，是我疏忽了

[cmai]

1. else 到底影响了主存和工作内存之间的哪些交互？
本问题已结案，println 中用到了 sync
@zhgg0

[cmai]

2.在没有 else 的情况下，a 线程修改了 flag 的值，main 线程的死循环里为何一直拿不到修改后的值
现在只有这个问题了

[cmai]

@yeqizhang 我水平可能不太够，暂时还不能从这里下手

[zifangsky]

@cmai #6 因为你第一次的代码编译后是这样的：
public static void main(String[] args) {
Demo2.Test a = new Demo2.Test();
a.start();

while(true) {
while(!a.isFlag()) {
;
}

System.out.println("1");
}
}

然后这个 flag 修改后的值还对主线程是不可见的，所以主线程自然就一直死循环了。

[xzg]

你把 flag 定义 volatile 试下，我怀疑是子线程修改后没有及时刷新到主内存。

[zifangsky]

@xzg #9 就是你说的这个问题，子线程修改后的 flag 没有机会刷新到主内存，所以最简单的解决办法就是把 flag 变量用 volatile 修饰。

[secondwtq]

盲猜编译器是个好人

[cmai]

@zifangsky ok，感谢，这个我了解，但是其实我不是想问这个，因为 volatile 的话，线程对于改变量的操作，会加上内存屏障，从主存中获取， 但是如果我不加 volatile 的话， 我想问线程缓存的副本何时刷新到主存

[cmai]

并且其他用到该变量的线程何时从主存刷新到自己的线程副本

[cmai]

@secondwtq 让各位见笑了

[cmai]

@cmai fix: ok，感谢，这个我了解，但是其实我不是想问这个，因为 volatile 的话，所有线程对于该变量的操作，会加上内存屏障，从主存中获取， 但是如果我不加 volatile 的话， 我想问线程缓存的副本何时刷新到主存

[cmai]

@xzg 感谢，volatile/sync 是可以达到这样的效果，但是我的问题其实侧重于:主存和线程副本内存是怎么交互的，而不是如何才能达到线程通信的效果

[xzg]

@cmai 不是很明白，因为 jvm 何时刷新根据 cpu 指令之间的交互、cpu 调度等多种情况，具体你可能要看 jvm 源码了

[Lonely]

第二个问题，应该是即时编译器把 a.isFlag 优化掉了

[momocraft]

jmm 不保证的内存同步行为可能被具体 jvm 的具体版本 / 具体硬件 / jit / os 调度 影响

我怀疑研究这个的结论没意义, 就算知道了仍然没法面向这些不可控因素写 jawa 代码 (研究的过程可能有意义)

[cmai]

@momocraft 感谢回复，我认为搞懂 main 线程为何在死循环里始终读不到被 a 线程修改后的 flag 的值对我很有帮助，因为和我目前的认知产生了冲突，或者说是我的认知度太浅，所以想究其原因