深入理解happens-before规则

本文搬运自<<极客时间>>哈~相当于做个笔记了。。。

为什么会有happens-before 规则?

因为jvm会对代码进行编译优化,指令会出现重排序的情况,为了避免编译优化对并发编程安全性的影响,需要happens-before规则定义一些禁止编译优化的场景,保证并发编程的正确性。

public class VolatileExample {
    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
        }
    }
}

抛出问题:假设有两个线程A和B,A执行了writer方法,B执行reader方法,那么B线程中独到的变量x的值会是多少呢?

jdk1.5之前,线程B读到的变量x的值可能是0,也可能是42,jdk1.5之后,变量x的值就是42了。原因是jdk1.5中,对volatile的语义进行了增强。来看一下happens-before规则在这段代码中的体现。

1. 规则一:程序的顺序性规则

一个线程中,按照程序的顺序,前面的操作happens-before后续的任何操作。

对于这一点,可能会有疑问。顺序性是指,我们可以按照顺序推演程序的执行结果,但是编译器未必一定会按照这个顺序编译,但是编译器保证结果一定==顺序推演的结果。

2. 规则二:volatile规则

对一个volatile变量的写操作,happens-before后续对这个变量的读操作。

3. 规则三:传递性规则

如果A happens-before B,B happens-before C,那么A happens-before C。

jdk1.5的增强就体现在这里。回到上面例子中,线程A中,根据规则一,对变量x的写操作是happens-before对变量v的写操作的,根据规则二,对变量v的写操作是happens-before对变量v的读操作的,最后根据规则三,也就是说,线程A对变量x的写操作,一定happens-before线程B对v的读操作,那么线程B在注释处读到的变量x的值,一定是42.

4.规则四:管程中的锁规则

对一个锁的解锁操作,happens-before后续对这个锁的加锁操作。

这一点不难理解。

5.规则五:线程start()规则

主线程A启动线程B,线程B中可以看到主线程启动B之前的操作。也就是start() happens before 线程B中的操作。

6.规则六:线程join()规则

主线程A等待子线程B完成,当子线程B执行完毕后,主线程A可以看到线程B的所有操作。也就是说,子线程B中的任意操作,happens-before join()的返回。

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