Question

重要编辑我知道发生两项任务的线程中的“发生之前” 我的问题是是否可能 em>线程读取“b”非空，而“a”仍为空。所以我知道如果你从与之前调用 setBothNonNull（...）的线程相同的线程中调用 doIt（），那么它就不能抛出NullPointerException。但是如果一个人从另一个线程调用 doIt（） 而不是调用 setBothNonNull（...）的那个呢？

请注意，此问题仅涉及volatile关键字和volatile保证：关于synchronized关键字的不（所以请不要回答“你必须使用同步”，因为我没有任何问题需要解决：我只是想了解关于无序执行的volatile保证（或缺乏保证）。

假设我们有一个包含两个volatile String引用的对象，它们被构造函数初始化为null，并且我们只有一种方法可以修改两个String：通过调用 setBoth（...）< / em>并且我们之后只能将它们的引用设置为非null引用（只允许构造函数将它们设置为null）。

例如（这只是一个例子，毫无疑问）：

public class SO { private volatile String a; private volatile String b; public SO() { a = null; b = null; } public void setBothNonNull( @NotNull final String one, @NotNull final String two ) { a = one; b = two; } public String getA() { return a; } public String getB() { return b; } }

在 setBothNoNull（...）中，指定非空参数“a”的行出现在指定非空参数“b”的行之前。

然后，如果我这样做（再一次，毫无疑问，接下来会出现问题）：

doIt() { if ( so.getB() != null ) { System.out.println( so.getA().length ); } }

我的理解是正确的，由于无序执行，我可以得到 NullPointerException ？

换句话说：不能保证因为我读了一个非空的“b”我会读一个非空的“a”吗？

因为无序（多）处理器和volatile工作方式“b”可以在“a”之前分配？

volatile保证写入后的读取总是会看到最后写入的值，但是这里有一个无序的“问题”对吗？（再一次，“问题”是为了试图理解volatile关键字和Java内存模型的语义，而不是解决问题）。

Answer 1

不，你永远不会得到NPE。这是因为volatile也具有引入先发生关系的记忆效应。换句话说，它将阻止

的重新排序

a = one;
b = two;

如果one已经具有值a，则上述语句将不会重新排序，并且b的所有主题都会观察到值two。

以下是David Holmes解释的一个主题：
http://markmail.org/message/j7omtqqh6ypwshfv#query:+page:1+mid:34dnnukruu23ywzy+state:results

EDIT（对后续行动的回应）： Holmes所说的是，如果只有线程A，编译器可以在理论上进行重新排序。但是，还有其他线程，并且它们可以检测到重新排序。这就是不允许编译器进行重新排序的原因。 java内存模型要求编译器专门确保没有线程会检测到这种重新排序。

但是如果有人从中调用doIt（）会怎么样呢另一个线程比一个调用 setBothNonNull（...）？

不，你仍然永远不会有NPE。 volatile语义确实强加了线程间排序。这意味着，对于所有现有线程，one的分配在two的分配之前发生。

Answer 2

我的理解是正确的，由于乱序执行，我可以获得NullPointerException吗？换句话说：不能保证因为我读了一个非空的“b”我会读一个非空的“a”吗？

假设分配给a和b或非空的值，我认为您的理解不正确。 JLS说：

（ 1 ）如果x和y是同一个线程的动作，而x在程序顺序中位于y之前，那么hb（x，y）。

（ 2 ）如果某个动作x与后续动作y同步，那么我们也有hb（x，y）。

（ 3 ）如果是hb（x，y）和hb（y，z），那么hb（x，z）。

和

（ 4 ）对volatile变量（第8.3.1.4节）v的写入与任何线程的v 的所有后续读取同步（其中后续根据同步顺序定义）。

<强>定理

鉴于线程＃1已调用setBoth(...);一次，并且参数为非null，并且线程＃2已观察到b为非null，则线程＃2不能将a视为空。

非正式证明

通过（ 1 ） - 线程＃1中的hb（写（a，非空），写（b，非空））
由（ 2 ）和（ 4 ） - hb（写（b，非空），读（b，非空））
通过（ 1 ） - hb（读取（b，非空），读取（a，XXX））在第2号线中，
By（ 4 ） - hb（写（a，非空），读（b，非空））
By（ 4 ） - hb（写（a，非空），读（a，XXX））

换句话说，将a的非空值写入“在读取a的值（XXX）之前”。 XXX可以为null的唯一方法是，如果有其他操作将null写入a，使得hb（写入（a，非空），写入（a，XXX））和hb（写入（a），XXX），阅读（a，XXX））。根据问题定义，这是不可能的，因此XXX不能为空。 QED。

解释 - JLS声明hb（...）（“之前发生”）关系并不完全禁止重新排序。但是，如果hb（xx，yy），则如果结果代码具有与原始序列相同的可观察效果，则允许重新排序动作xx和yy仅。

Answer 3

我发现以下帖子解释了volatile在这种情况下具有与synchronized相同的排序语义。 Java Volatile is Powerful

Answer 4

虽然斯蒂芬·C和公认的答案很好并且几乎涵盖了它，但值得注意的是，变量 a 并不是必须的。不稳定 - 你仍然没有获得NPE。这是因为a = one和b = two之间会出现先前发生过的关系，无论a是volatile。所以Stephen C的正式证据仍然适用，不需要a易变。

Answer 5

我读了这个page，发现了一个非挥发性的＆amp;您的问题的非同步版本：

class Simple {
    int a = 1, b = 2;
    void to() {
        a = 3;
        b = 4;
    }
    void fro() {
        System.out.println("a= " + a + ", b=" + b);
    }
}

fro可以为a的值获得1或3，并且b的值可以单独获得2或4。

（我意识到这并没有回答你的问题，但它补充了它。）

易失性保证和无序执行

5 个答案: