java volatile 数组，我的测试结果与预期不符

Question

根据这个问题的答案( Java volatile array? )，我做了以下测试:

public class Test {
    public static volatile long[] arr = new long[20];
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        new Thread(new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                //Thread A
                try {
                    TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                arr[19] = 2;
            }
        }).start();
        new Thread(new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                //Thread B
                while (arr[19] != 2) {
                }
                System.out.println("Jump out of the loop!");
            }
        }).start();
    }
}

据我所知，对于数组对象，volatile关键字仅保证arr引用的可见性，不保证数组中元素的可见性。 然而当线程A改变了arr[19]时，线程B发现了arr[19]的变化并跳出了循环。

那么问题出在哪里呢？

Answer 1

让我首先对您的示例进行修改:

public class Test {
    public static long[] arr = new long[20]; // Make this non-volatile now
    public static volatile int vol = 0; // Make another volatile variable

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        new Thread(new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                //Thread A
                try {
                    TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1000);    
                    arr[19] = 2;
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();
        new Thread(new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                //Thread B
                while (true) {
                    int i = vol;

                    if (arr[19] == 2) {
                        break;
                    }
                }
                System.out.println("Jump out of the loop!");
            }
        }).start();
    }
}

你会意识到这也会导致线程 B 跳出循环(除非这个症状是 JIT 特有的，而我的恰好就是这样做的)。神奇之处就在于这个int i = vol;——或者更准确地说，读取一个 volatile 变量。删除该行将导致线程 B 无限地停留在循环内。

因此，似乎对 volatile 变量的任何读取(即任何 volatile 读取)似乎都会检索最新的值(包括其他非 volatile 值)。

我尝试研究 JLS，但它太复杂，我无法完全理解。我看到一篇文章here描述了可见性保证。

摘自文章:

If Thread A reads a volatile variable, then all all variables visible to Thread A when reading the volatile variable will also be re-read from main memory.

(忽略文章中“all all”的拼写错误。)

在这种情况下，当线程读取 volatile 变量时，似乎主内存中的所有数据都会更新回CPU缓存。

<小时/>

其他有趣的发现:如果您向线程 B 添加另一个 Thread.sleep()(例如 sleep 50 毫秒)，即使没有读取 volatile <，循环也会设法退出 变量。令人惊讶JLS 17.3声明如下:

It is important to note that neither Thread.sleep nor Thread.yield have any synchronization semantics. In particular, the compiler does not have to flush writes cached in registers out to shared memory before a call to Thread.sleep or Thread.yield, nor does the compiler have to reload values cached in registers after a call to Thread.sleep or Thread.yield.

我再次不确定此症状是 JIT 还是 JRE 特定的。