Was ist „Happens-Before“-Konsistenz in Java und wie funktioniert sie?

Verstehen der „Happens-Before“-Konsistenz

Das Konzept der „Happens-Before-Konsistenz“ in der Java Language Specification (JLS) bezieht sich auf die konsistente Reihenfolge von liest und schreibt in einer Multithread-Umgebung.

Definition der „Happens-Before“-Konsistenz

Eine Reihe von Aktionen A ist „passiert-vorher“-Konsistenz, wenn für jeden Lesevorgang r in A, wobei W(r) die von r gesehene Schreibaktion ist:

• Entweder hb(r, W(r)) (r geschah vor W(r))
• Oder Es gibt kein geschriebenes w in A, so dass w.v = r.v und sowohl hb(W(r), w) als auch hb(w, r) (es gibt keine Inkonsistenz zwischen r und w)

Beantwortete Fragen

1. Ist Ihr Verständnis richtig?
Ja, Ihr Verständnis ist richtig. „Es entspricht den folgenden Wörtern: ..., es ist der Fall, dass weder ... noch ...“ ein logisches Äquivalent der formalen Definition ist.

2. Was bedeutet „w.v = r.v“?
w.v und r.v beziehen sich auf die Werte der Variablen, auf die durch das Schreiben von w bzw. das Lesen von r zugegriffen wird. Die Bedingung w.v = r.v bedeutet, dass die in beiden Aktionen gelesenen Werte gleich sind.

3. Was stellen die linken Zahlen in den Ausführungsreihenfolgen dar?
Die linken Zahlen stellen die Reihenfolge der Aktionen im Originalcode dar.

4. Ist Ihr Verständnis über flüchtige Felder richtig?
Ja, Ihr Verständnis ist richtig. In der ersten Ausführungsreihenfolge sehen sowohl r2 als auch r1 den ersten Schreibvorgang von 0, da A und B nichtflüchtige Felder sind, was verzögerte oder inkonsistente Lesevorgänge ermöglicht.

5. Existiert die Situation (Lesevorgänge siehe später auftretende Schreibvorgänge) in der realen Welt?
Ja, sie kann existieren. Ein Beispiel ist, wenn zwei Threads über ihre eigenen Register auf gemeinsame Daten zugreifen und Optimierungen verhindern, dass der lesende Thread die vom schreibenden Thread vorgenommene Änderung erkennt.

6. Könnten Sie ein reales Beispiel nennen?
Betrachten Sie das folgende Beispiel:

Thread 1

<code class="java">volatile boolean running = true;</code>

Thread 2

<code class="java">while (running) {
  // Perform task
}</code>

Wenn in diesem Beispiel die Optimierung des lesenden Threads verhindert, dass er den aktualisierten Wert von „Running“ lädt, wird er weiterhin den veralteten Wert sehen und die Schleife auf unbestimmte Zeit ausführen, auch wenn Thread 1 „Running“ bereits auf „Running“ eingestellt hat falsch.

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