是否需要挥发性？

Question

如果我有一个字节队列，它应该有一个线程生产者，另一个消费者：

class ByteQueue{
    byte[] buf;
    /*volatile?*/ int readIdx;
    /*volatile?*/ int writeIdx;
    Runnable writeListener;
    Runnable readListener;
    // ...
    void write( byte[] b ){
        int wr = writeIdx;
        int rd = readIdx;
        // check consistency and free space using wr+rd
        // copy to buf, starting at wr, eventually wrap around
        // update writeIdx afterwards
        writeIdx = ( wr + b.length ) % buf.length;
        // callback to notify consumer for data available
        writeListener.run();
    }
    void read( byte[] b ){
        int wr = writeIdx;
        int rd = readIdx;
        // check consistency and available data using wr+rd
        // copy buf to b, starting at rd, eventually wrap around
        // update readIdx afterwards
        readIdx = ( rd + b.length ) % buf.length;
        // callback to notify producer for free space available
        readListener.run();
    }
    int available() { return (writeIdx - readIdx) % buf.length; }
    int free() { return buf.length - available() -1; }
    // ...
}

这种类型的队列应该不需要同步。
readIdx 仅被 reader 线程修改，
writeIdx 仅由 writer thread.

readIdx == writeIdx表示没有内容
而且队列最多只能占用buf.length-1字节的数据。

是否需要 volatiles 或是否可以省略它们，因为只有一个线程是一个整数状态的修饰符？

谢谢弗兰克

Answer 1

如果另一个线程必须读取它，它需要是可变的。 volatile 关键字向 JVM 指示该值不能被缓存或对其更新进行重新排序，否则对其值的更新可能对其他线程不可见。

可见性问题也延伸到 buf 数组。由于 buf 需要与索引同步更改，因此写入和读取方法似乎需要同步。同步使更改可见，并确保并发调用不会导致索引和 buf 内容变得不一致。

Answer 2

您应该声明它们 volatile。例如，让我们看看 readIdx。如果不是 volatile，编写器线程优化可以假设它永远不会改变，并根据该假设进行错误的优化。

但是，我没有看到您访问 readIdx 编写器线程中的任何地方（或 reader 线程中的 writeIdx），除了分配给某个局部变量 rd（或wr）。我只是假设缺少一些代码，否则你的问题真的没有意义。

Answer 3

Nathan 是正确的，并不是说这两个线程会覆盖彼此的变量，而是变量本身可能永远不会 visible 为另一个线程（或者更确切地说CPU-核心).

有一个有趣的队列实际上使用非易失性变量来让 CPU 更好地安排工作，LMAX disruptor。

是否需要挥发性？

Is volatile needed?

java

multithreading

volatile

memory-visibility