Volatile 解决内存可见性问题

import java.util.Scanner;

public class Demo21 {
    private static boolean flag = true; 

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            while (flag) {
                // 可加短暂休眠避免忙等待（可选）
                // Thread.yield(); 或 Thread.sleep(1);
            }
            System.out.println("t1 结束");
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            System.out.println("请输入任意内容, 终止线程 t1");
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            scanner.next();
            flag = false;
            System.out.println("flag = " + flag);
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

这段代码存在一个典型的 Java 多线程可见性问题，会导致 线程 t1 无法看到 t2 对 flag 的修改，从而陷入死循环。

❌ 问题根源：缺少内存可见性保证

private static boolean flag = true; // ← 普通变量，非 volatile！

• 线程 t1 在 while (flag) 中不断读取 flag。

• 线程 t2 在用户输入后执行 flag = false。

• 但由于 flag 不是 volatile，JVM 和 CPU 可能：

  • 将 flag 缓存在 t1 线程的本地缓存（如寄存器、CPU 缓存） 中；

  • 永远不会从主内存重新加载最新值；

  • 导致 t1 永远认为 flag == true，死循环！

保证可见性（Visibility）

当一个线程写入 volatile 变量时，强制将该值刷新到主内存。

当其他线程读取该 volatile 变量时，强制从主内存重新加载最新值，跳过 CPU 缓存和寄存器缓存。

类比理解（现实例子）

想象两个办公室：

主内存 = 公司中央公告栏

CPU 缓存/寄存器 = 员工自己的笔记本

没有 volatile（无通知机制）：

老板（主线程）在公告栏贴了“今天下班”（running = false）

员工 A（子线程）早上抄了一条“今天上班”（running = true）到笔记本

之后他再也不看公告栏，只看笔记本 → 一直加班到死 💀

有 volatile（强制看公告栏）：

老板贴通知时，广播：“所有人立刻看公告栏！”

员工 A 下次看 running 时，必须去公告栏看最新内容 → 看到“下班”，就走了 ✅
————————————————
版权声明：本文为优快云博主「tryxr」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。

💥 这就是著名的 “不可见的变量更新” 问题。

为什么 volatile 能解决？

• 写操作（flag = false）：立即刷新到主内存

• 读操作（while (flag)）：每次都会从主内存读取最新值

• JVM 插入内存屏障（Memory Barrier），禁止重排序和缓存优化

✅ 修改后，t1 会在下一次循环检查时看到 flag == false，正常退出。

✅ 修复后的完整代码

import java.util.Scanner;

public class Demo21 {
    private static volatile boolean flag = true; // ✅ 关键修复

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            while (flag) {
                // 可加短暂休眠避免忙等待（可选）
                // Thread.yield(); 或 Thread.sleep(1);
            }
            System.out.println("t1 结束");
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            System.out.println("请输入任意内容, 终止线程 t1");
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            scanner.next();
            flag = false;
            System.out.println("flag = " + flag);
        });

        t1.start();
        t2.start();
    }
}