Java 易失性循环

Question

我正在处理某人的代码并遇到了类似的代码：

for (int i = 0; i < someVolatileMember; i++) {
    // Removed for SO
}

其中someVolatileMember定义如下：

private volatile int someVolatileMember;

如果某个线程 A 是运行 for 循环而另一个线程 B 写入 someVolatileMember 那么我假设当线程 A 是运行不是很好的循环。我想这会解决它：

final int someLocalVar = someVolatileMember;
for (int i = 0; i < someLocalVar; i++) {
    // Removed for SO
}

我的问题是:

只是确认线程A做的迭代次数可以如果线程 B 修改，则在 for 循环处于活动状态时更改 someVolatileMember
本地非易失性副本足以确保线程 A 运行循环线程 B 不能改变迭代次数

Answer 1

您的理解是正确的：

根据 Java Language Specification，volatile 字段的语义确保在不同线程之间完成更新后看到的值之间的一致性：

The Java programming language provides a second mechanism, volatile fields, that is more convenient than locking for some purposes.

A field may be declared volatile, in which case the Java Memory Model ensures that all threads see a consistent value for the variable (§17.4).

请注意，即使没有 volatile 修饰符，循环计数也可能会根据许多因素发生变化。
一旦分配了 final 变量，它的值就永远不会改变，因此循环计数也不会改变。

Answer 2

还有性能影响，因为 volatile 的值永远不会从最本地的缓存中获取，但是 CPU 正在采取额外的步骤来确保传播修改（它可以缓存一致性协议，延迟读取到 L3 缓存，或从 RAM 读取）。对使用 volatile 变量的范围内的其他变量也有影响（这些变量也与主内存同步，但我不会在这里演示）。

关于性能，代码如下：

private static volatile int limit = 1_000_000_000;

public static void main(String[] args) {
    long start = System.nanoTime();
    for (int i = 0; i < limit; i++ ) {
        limit--;   //modifying and reading, otherwise compiler will optimise volatile out 
    }
    System.out.println(limit + " took " + (System.nanoTime() - start) / 1_000_000 + "ms");
}

... 打印 500000000 took 4384ms

从上面删除 volatile 关键字将导致输出 500000000 took 275ms.

Answer 3

首先，该字段是 private（除非您省略了一些实际上可能会改变它的方法）...

这个循环有点废话，它的编写方式和假设有一些方法实际上可能会改变 someVolatileMember；之所以如此，是因为您可能永远不知道 if 何时结束，或者根本不知道。由于具有非易失性字段，这甚至可能是一个更昂贵的循环，因为 volatile 意味着在 CPU 级别使缓存和耗尽缓冲区比通常的变量更频繁。

您的解决方案首先读取一个 volatile 并使用它实际上是一个非常常见的模式；它也产生了一个非常常见的反模式："check then act"...你将它读入一个局部变量，因为如果它以后发生变化，你不在乎 - 你正在使用你拥有的最新副本此时此刻。所以是的，您在本地复制它的解决方案很好。

Java 易失性循环

Java volatile loop

java

volatile