记一次对Java多线程内存可见性的测试

上一篇 / 下一篇  2019-05-20 09:13:47 / 个人分类:软件测试

  首先贴一段测试代码:
   public class TestMemoryBarrier {
  boolean running = false;
  boolean get() {
  return running;
  }
  void doSetTrue() {
  running = true;
  }
  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  TestMemoryBarrier instance = new TestMemoryBarrier();
  new Thread(
  () -> {
  while (!instance.get()) {
  }
  System.out.println("Thread 1 finished.");
  }).start();
  Thread.sleep(100);
  new Thread(
  () -> {
  instance.doSetTrue();
  System.out.println("Thread 2 finished.");
  }).start();
  }
  }
  首先启动第一个线程线程1去循环获取bool变量running的值(默认是false),如果running变为true后循环结束,线程终止。
  再起第二个线程线程2去修改running的值为true,当修改完后输出提示。
  注意: 第一个线程启动后主线程睡眠一段时间,确保第一个线程已经先于线程二获取cpu时间片。
  这里结果输出是:
 Thread 2 finished.
  因为无法获知线程2对共享变量running做出的修改, 然后线程1一直处在运行状态。
  这里简单说明一下Java Mememory Model简称JMM:
  在本例中线程2实际上是修改了自己本地内存中的running值, 但是并没有刷新到主内存中,线程1也一直在读自己本地内存中的值,并没有去主内存中重新获取。
  为了让例子最终能输出
 Thread 1 finished
  方法:很简单, 直接设置变量running为volatile,以保证其在多线程环境中的内存可见性问题。
  本文的重点是对插入的内存屏障进行测试,所以以上只是开头。
  测试volatile插入的内存屏障指令,变更代码为:
  添加一个类,包含一个volatile的变量并赋值。
  在get()方法return前, new一个这个新增类的实例对象,完整代码:
   class VolatileClass {
  private volatile int a = 1;
  }
  public class TestMemoryBarrier {
  boolean running = false;
  boolean get() {
  VolatileClass aClass = new VolatileClass();
  return running;
  }
  void doSetTrue() {
  running = true;
  }
  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  TestMemoryBarrier instance = new TestMemoryBarrier();
  new Thread(
  () -> {
  while (!instance.get()) {
  }
  System.out.println("Thread 1 finished.");
  }).start();
  Thread.sleep(100);
  new Thread(
  () -> {
  instance.doSetTrue();
  System.out.println("Thread 2 finished.");
  }).start();
  }
  这里同样能使线程1结束。原因在于新建实例的时候对volatile变量进行了读写操作
  volatile插入的内存屏障指令如下图:(这里不拉出重排序相关话题)

  总结:在进行volatile变量写的时候,StoreStore确保前面线程2修改的普通变量已经被flush到主内存中了。
  测试synchronized关键字对可见性的影响:
  为了套用Happen-Before规则,这里直接在get()和doSetTrue()方法上加synchronized 也能保证可见性问题。但这里假设只在get()方法上加同步呢? 结果是线程1也能获取最新值。
  JMM关于synchronized的两条规定:
  线程解锁前,必须把共享变量的最新值刷新到主内存中
  线程加锁时,将清空工作内存中共享变量的值,从而使用共享变量时需要从主内存中重新读取最新的值
  如果只是在doSetTrue()方法上加锁,线程1并不会获取最新的值,原因是:虽然线程2已经将修改过的变量刷新到主存了,但是get()方法并不会去从主存读取最新的值。
  以上例子可能不符合happen-before规则,只是探讨结果出现的原因。
     
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