学习笔记 java如何解决可见性和有序性？我们都知道了，可见性和有序性的问题就是CPU缓存问题以及编译优化导致的执行重排序问题，那么怎么解决可见性问题和有序性的问题也很明了了，把CPU缓存以及编译优化全禁用了不就行了？确实，禁用确实性，但是我们的性能就糟糕了。所以我们不能盲目的禁用，要按需的禁用。 java自然提供了方法，让我们得以按需禁用，比如说volatile。volatile在C语言中也有，它的原始的意义就是禁用CPU缓存。但当我们秉着volatile禁用CPU缓存的这个认知去学习代码的时候，也会遇到一些困惑，比如说下列代码： class Example { int x = 0; volatile boolean v = false; public void writer() { x = 42; v = true; } public void reader() { if (v == true) { // 这里x会是多少呢？ x=? } } } 线程A执行writer方法,将v的改动写入内存，然后线程b执行reader方法，从内存中获取到v==true，但是在再去读取x的值时，x的值是多少呢？x没有使用volatile声明，它是不是就没有禁用缓存呢？这两个疑问，我先回答第一个，第二个疑问后续会解答的。x的值无非就两种，要么是42，要么是0，这取决于java的版本，如果java在1.5之前，那么即可能是42，也可能是0，如果java在1.5之后呢，就是42了。 为什么？因为java1.5之后对volatile进行了增强，使用了happens-before规则。什么是happens-before规则？简单来说，A happens-before B，意思就是A的操作对于B的操作是可见的。对于我们程序员来说，我们需要知道的happens-before规则，共有六项，下面就来详细讲解，也会去解答上面代码的volatile疑问。 第一项规则：程序的顺序性规则。 这个很好理解。在单线程的前提下，按照程序的执行顺序，前面执行的操作，对于后面执行的操作是可见的。这基本就符合我们编写代码时的直觉了，毕竟在单线程情况下不用考虑那么多的。 第二项规则：volatile规则。 假如一个变量v被volatile声明了 ，那么对变量A的操作就会禁用内存，那么就会实现线程A对v的操作 happens-before 线程B对v的操作，就好像上述代码中的一样，线程A调用方法writer，修改了变量v的值，线程B调用reader方法去读取变量v的值时，是可见的，线程B能读取到v最新的值。到这，可能还是有小伙伴疑惑，那这跟上面代码的x有什么关系吗？到底为什么线程B能读到变量x的最新值42？别急，我们看第三项规则。 第三项规则：传递性 简单来说，A happens-before B 且 B happens-before C，那么A happends-before C成立。 直接使用上面代码的例子说明。根据第一项规则，对于线程A来说，它执行writer方法时，先执行操作x=42，然后执行操作v=true，那么线程A执行x=42这一操作对于线程A去执行v=true这一操作时，是可见的，即线程A执行x=42 happens-before 线程A执行v=true.然后线程B执行reader方法，根据第二项规则，v使用volatile声明，所以线程A执行v=true这一操作对于线程B去进行读取v的操作时，是可见的，即 线程A执行v=true happens-before 线程B读取v。最后，根据第三项规则，线程A执行x=42这一操作，线程B也能看到！也就是说线程A执行x=42 happens-before 线程B操作x。现在来回答“x没有使用volatile声明，它是不是就没有禁用缓存呢？”这个疑问，x其实并没有被禁用缓存，那么它怎么被可见的呢？是强制将缓存中x的值刷新到内存里了。 第四项规则：管程中锁的规则 什么是管程？管程是一种同步原语，synchronized是在java对管程的实现，在这个阶段，我们先把管程当成synchronized即可。 这个规则也符合我们的直觉，理解起来应该不难。如下列的例子 synchronized (this) { // x是共享变量,初始值=10 if (this.x < 12) { this.x = 12; } } 线程A拿到锁之后，对x进行了读取并修改，然后自动释放锁，线程B又拿到了这个锁，然后读取x时，能看到线程A对x的修改，也就是说它能读到x=12。这就是规则4，符合我们的直觉，不难理解。 第五项规则：线程的start规则 主线程要使用start去开启一个子线程去执行任务，在start之前，主线程对变量的操作，子线程是可见的。比如说： Thread B = new Thread(()->{ // 主线程调用B.start()之前 // 所有对共享变量的修改，此处皆可见 // 此例中，var==77 }); // 此处对共享变量var修改 var = 77; // 主线程启动子线程 B.start(); 第六项规则：线程的join规则 子线程在执行任务时，主线程使用join方法等待子线程的返回，如果join方法成功返回，那么在join方法后，主线程能看到子线程对共享变量的操作，如： Thread B = new Thread(()->{ //此处可以读取到主线程对var的操作 var == 77; // 此处对共享变量var修改 var = 66; }); // 例如此处对共享变量修改， // 则这个修改结果对线程B可见 var =77; // 主线程启动子线程 B.start(); B.join() // 子线程所有对共享变量的修改 // 在主线程调用B.join()之后皆可见 // 此处主线程可以读取到子线程对var的操作 var == 66;