java - 警惕 volatile /同步性能损失

Question

考虑 Java 中的一个统计类，用于计算成功和失败。

public class Stat {
  long successes=0, failures=0;
  public success() {successes += 1;}
  public failed() {failures += 1;}
  public logStats() { ... read the values and log them ... }
}

应从另一个线程定期调用 logStats() 方法来记录当前的统计计数器。那么这段代码是错误的，因为记录器线程可能看不到最新的值，因为没有任何东西是同步的、 volatile 的或原子的。

因为我使用的是long，甚至volatile也不够。甚至这个makes the increment more expensive than without 。假设计数的频率非常高，而日志每分钟只运行一次，有没有办法在进入 logStats() 时强制将新值分发到所有线程？ 仅 logStats() 同步是否有效。有点像半边同步。我知道书上说不要这样做。我只是想了解在这种特定设置下它是否有效以及为什么。

此外，我应该注意，只有一个线程进行计数。

编辑请仔细阅读问题是什么。我不是问如何以不同的方式实现这一点。我问是否以及为什么存在一些半边一致性强制，其中写入线程不关心，但读取线程主动强制查看最新值。我的预感是它可能只适用于一个synchronize，但我还无法解释为什么或为什么不。

Answer 1

Java 没有提供实现“半边”并发的方法，我什至怀疑硬件是否可以实现。

但是，您可能想知道同步保证对您来说有多重要。确实，语言并不能保证这一点，但只要您在 64 位平台上运行，long 访问肯定会是“原子的”，因为您的程序即使既不是 volatile 也不是同步，也不会在两个 32 位读取周期中执行这些操作。这不像你在同步其他任何东西，所以我怀疑你的记录器获取真正的“最新”值，而不是一些几百个周期前写入的值，对你来说真的很重要。

另外，请注意，如果此代码确实对性能至关重要，那么即使完全非同步访问也不是免费的。一旦您在处理器之间共享缓存行，相关 CPU 之间就会出现缓存同步流量，虽然我没有对其进行基准测试或任何其他操作，但我怀疑将 volatile 添加到这个方程不会产生太大的影响。与其他 CPU 通信以更改缓存行状态的延迟可能比避免一个 CPU 指令流中的内存障碍更大。

为了避免任何这些惩罚，您可能需要做一些事情，例如拥有一个与其他线程共享统计信息的类，与“真实”计数器分开，您只更新一次，例如 10,000 次更新真正的柜台。这样，您还可以对该共享类进行 volatile 访问，而不会给编写器线程带来任何常规惩罚。