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rjhdby
Asked:2022-03-11 20:48:50 +0000 UTC2022-03-11 20:48:50 +0000 UTC

在没有 volatile 的情况下更新值时，多线程访问的延迟可能是多少

  • 772

背景：

有一个对象（实际上是一个对象列表），其中一个字段中有一个 HashMap。此 HashMap 经常被覆盖（不是其中的值，而是对对象的引用 - 即夸大myObject.mapField = new HashMap(...)）此映射非常主动地从不同线程中读取（仅）。同时，如果某个线程会使用数据，比如一秒钟前，对我来说并不重要。

问题的实质：

我在这里需要volatile吗？我读了谷歌很长一段时间（也许我没读好），但是如果我们在一个线程中更改一个非为并发变量设计的常规变量并阅读，原则上我无法找到有关延迟有多大的信息在另一个？

java

2 个回答

  1. Best Answer

    简而言之，volatile没有任何东西是无法保证的，并且延迟可以任意长，因为语言规范中没有任何内容需要同步，并且实现可能会或可能不会自行决定这样做。在特定的实现上，它可以并且将在没有 volatile 的情况下工作，但这不是可移植的，并且可能会中断，例如，在更新实现版本时。

    Java 内存模型描述了如何执行同步，更准确地说，描述了上下文中操作结果的可见性之间的关系，哪些操作将保证看到其他操作的结果。未描述的内容受实施的支配，即 编译器和JVM。那些。以及在每次操作后插入内存屏障的实现（非常次优，我敢肯定没有），并且在绝对必要的地方插入屏障（即，在 JMM 中描述），对内存进行额外的重新排序访问操作（不违反 JMM）将符合规范，但在性能上会有很大差异。

    这是规范所说的：

    一个实现可以自由地生成它喜欢的任何代码，只要程序的所有结果执行产生的结果可以由内存模型预测。

    这为实现者提供了很大的自由来执行无数的代码转换，包括重新排序操作和删除不必要的同步。

    JMM 涵盖了常识性的事情（例如写入变量的结果在同一线程中的代码中被进一步查看），这足以让满足 JMM 的所有要求的程序以可预测的方式工作，而不管任何重新排序、障碍等。

    JMM 中没有任何内容可以强制您在“就像那样”或“一段时间后”从另一个线程读取时看到对非易失性变量的写入。这仅在定义明确的情况下才需要，如果大致如此：

    1. 第一个线程写入 volatile，第二个线程从中读取
    2. 第一个线程释放监视器，第二个捕获
    3. 第一个线程启动了第二个线程
    4. 第一个线程完成，第二个等待第一个完成
    5. 第一个线程发送了一个中断，第二个线程收到了它

    在实践中，除非您有执行上述任何操作的操作，否则同步频率（以及是否会完成此类同步）取决于实现且不可移植。我在 Oracle 和 OpenJDK 中不止一次看到经典案例，例如在非易失性变量上的循环中等待，同步永远不会发生，并且在另一个线程更改观察到的变量后，线程在循环中挂起。

    • 1

  2. 如果某些东西被缓存在 L1/2/3 处理器缓存中，那么它可以永远留在那里。处理器只有在必须清除缓存以加载一些其他数据时才能重新读取，然后它需要读取这个map，然后它已经加载了新数据。

    这里的答案给出了从缓存和内存中读取的大致时间

    https://stackoverflow.com/questions/4087280/approximate-cost-to-access-various-caches-and-main-memory

    那些。您可以假设 volatile 始终为 60-100ns。没有多少应用程序对此至关重要，我 99.99999% 确定您的应用程序不是其中之一，因为您问的是非常基本的问题。

    对于剩余的 0.00001%，您可以这样做

    volatile Map volatileMap = ...

void someLongRunningThread() {
  Map localCopy = volatileMap;
  Map lastSync = System.currentTimeMillis();

  while (true) {
    if (System.currentTimeMillis() - lastSync > 1000) {
      localCopy = volatileMap;
      lastSync = System.currentTimeMillis();
    }
    // ... work with map
  }
}
    • 0

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