Java 多线程共享变量可见性研究

测试代码

Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
    int i = 0;
    @Override
    public void run() {
        while (!flag){
            i++;
        }
    }
});
thread1.start();
flag = true;

上述代码是一直循环还是set flag = true之后立即结束？

答案是立即结束。

根据Java并行开发的经典理论，thread1会在其工作内存中保存一份flag值的副本，因此当主线程设置flag为true时，在未使用volatile修饰此变量的情况下，thread1的工作内存中flag暂时应该还是false，不会立即终止循环。然而在IDEA IDE中运行上述代码后，程序会立即结束，理论自然是正确的，为何会得出相悖的结果？可能有如下原因：

• 主线程运行结束后整个程序会立即终止，但是当去掉最后一行代码后，程序还是在运行中，说明陷入了死循环，也证实了并非主线程运行结束了，所以整个程序才结束了。

• 主线程结束后，将对flag的修改从其工作内存中刷新回了主内存。无法验证，何时把共享变量的值刷回主内存是一件不确定的事情。

• 可能是JIT做了什么处理，让thread1每次读取flag时都从主内存中读取，看起来仿佛给此变量使用volatile修饰一样。不过笔者在使用Jitwatch+HSDIS在jdk17，MacOS平台下并未能看到相应的汇编代码，只能暂时作罢，等后面有空了再研究一下。

• 最后一种可能最简单，在thread1的工作线程在从主内存读取flag变量值到工作内存之前，flag就已经被设置成true了，想验证也很简单，在10和11行代码之间加一个Thread.sleep(1000)即可，如下所示：

  Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
  int i = 0;
  @Override
  public void run() {
      while (!flag){
          i++;
      }
  }
  });
  thread1.start();
  Thread.sleep(1000);
  flag = true;
  

  上述代码会无限循环，看起来永远无法获取到flag的最新值。问题就出来了，即使不使用volatile修饰，现代计算机应该会在一个较短的时间内将修改值刷新回主内存，但现在看起来并不会，具体原因可以参考你了解的可见性可能是错的这篇文章，是JIT将代码“优化”成了一个无限循环代码。再稍微延伸一下，如何用最简单的方式让thread1使用flag的最新值，只需要加一个print语句即可。

   Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
   int i = 0;
   @Override
   public void run() {
       while (!flag){
           System.out.println();
       }
   }
   });
   thread1.start();
   Thread.sleep(1000);
   flag = true;
  

  thread1在运行一段时间后就会终止。

  上面的一大段空白，都是print输出空白行所致，最后运行结束。这是因为print内部使用了syncronized关键字，强制工作内存变量副本失效，重新从主内存读取最新值。

  public void println() {
      newLine();
  }
  
  public void println(boolean x) {
      synchronized (this) {
          print(x);
          newLine();
      }
  }