Java高并发下一切皆有可能之指令重排

最新推荐文章于 2023-05-09 20:13:24 发布

原创最新推荐文章于 2023-05-09 20:13:24 发布 · 382 阅读

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本文通过一个简单的Java并发示例，展示了由于指令重排导致的出乎意料的结果，并提供了解决方案。

代码示例，我们通过while(true)不断循环，每次开始t1、t2两个线程改值、赋值，模拟并发请求的场景。t1改a值，把b赋值x；t2改b值，把a赋值y。

@Slf4j(topic = "e")
public class Test1 {
    public static int a = 0, b = 0, x = 0, y = 0;

    @SneakyThrows
    public static void main(String[] args) {
        int count = 0;
        while (true) {
            CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(2);
            count++;
            a = 0;
            b = 0;
            x = 0;
            y = 0;

            Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    a = 1;
                    x = b;
                    cdl.countDown();
                }
            });

            Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    b = 1;
                    y = a;
                    cdl.countDown();
                }
            });
            t1.start();
            t2.start();

            cdl.await();

            log.debug("第{}次：x={}, y={} ", count, x, y);
            if (x == 0 && y == 0) {
                break;
            }
        }
        
    }
}

运行后结果：
在这里插入图片描述

我电脑是i7四核，通过测试有四种运行结果：
x=0, y=1
x=1, y=0
x=1, y=1
x=0, y=0

x=0, y=1 次数最多，x=1, y=0 次数次之，多次测试后x=1, y=1和x=0, y=0也有出现。

有一定多线程并发经验的，对于前三种结果还可以理解，CPU调度以及上下文切换嘛。

但第四种运行结果是不是超出了你的想象，按道理不会出现呀？！但高并发下它就是没按道理出牌。

Java编译优化惹得祸，while无限循环
这篇文章也展示了不按道理出牌，超出你的想象的while无限循环，原因是Java做了编译优化惹的祸。

而我们这里，是Java指令重排惹的祸。
对Java内存模型JMM的主内存拿值工作内存初始化修改赋值的过程做了简化，目的就是为了提高CPU处理器的执行效率。
本示例可以通过在变量声明时添加volatile关键字解决。

public volatile static int a = 0, b = 0, x = 0, y = 0;