Java 변수의 가시성 문제 분석 사례

질문: 동기화 및 휴면도 휘발성 스레드 가시성의 목적을 달성할 수 있습니까? 일반적인 문제 설명은 다음과 같습니다.

패키지 com.test;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

공개 수업 테스트1 {

개인 정적 부울은 = true;

공개 정적 무효 메인(문자열[] args) {

새로운 스레드(새로운 Runnable() {

@오버라이드

공개 무효 실행() {

정수 i = 0;

동안(test1.is){

난++;

1 //synchronized (this) { }는 메인 메모리의 변수 값을 스레드 스택에 강제로 새로 고칠 것입니까?

2 //System.out.println("1"); println이 동기화되고 주 메모리의 변수 값을 스레드 스택으로 강제로 새로 고칩니다.

3 //sleep이 주 메모리의 값을 다시 로드할까요?

// {

를 시도해 보세요. // TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(1);

// }catch (InterruptedException e) {

// e.printStackTrace();

// }

}

}

}).start();

시도해 보세요 {

TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

새로운 스레드(새로운 Runnable() {

@오버라이드

공개 무효 실행() {

is = false; //위 스레드가 while 루프를 종료하도록 false로 설정합니다

}

}).start();

}

}

Q: 전체 프로그램이 종료되지 않는 이유는 무엇입니까? 코드 블록(1, 2, 3) 중 하나라도 주석 처리를 해제하면 프로그램이 종료되는 이유는 무엇입니까? 동기화는 메모리 변수 값을 스레드 스택에 강제로 새로 고치나요?

지식 설명이 포함됩니다

휘발성: 이 키워드는 스레드에서 변수의 가시성을 보장합니다. 휘발성으로 수정된 변수에 액세스하는 모든 스레드는 해당 변수를 작동하기 전에 주 메모리에서 읽어야 하며 작업 메모리가 수정된 후 즉시 주 메모리에 다시 써야 합니다. 스레드 가시성, 동일한 효과를 갖는 키워드가 최종입니다.

동기화: 모든 동기화 작업은 1. 원자성 2. 가시성을 보장해야 합니다. 따라서 동기화된 블록에서 발생하는 변경 사항은 즉시 메인 메모리에 다시 기록됩니다

sleep: 이 방법은 CPU 실행 시간만 포기하고 잠금을 해제하지 않습니다.

문제 분석

Q1: 코드에 주석을 달고 나면 프로그램이 종료되지 않는 이유는 무엇입니까?

A1: boolean is=true 변수 값은 이전 스레드(스레드 A라고 함)에 의해 자체 작업 메모리에 로드되기 때문에 후속 스레드(스레드 B라고 함)가 boolean is=false를 변경한 후에는 그렇지 않을 수 있습니다. (그러나 이 질문에서는 is=false를 실행한 후 스레드가 종료되므로 즉시 메인 메모리에 기록해야 합니다.) 스레드 A는 즉시 메인 메모리에 기록되지 않을 수 있습니다. 즉시 작업 메모리에 로드되므로 프로그램이 계속 실행됩니다. 종료되지 않을까요? 이것이 우리 대부분이 생각하는 것이지만 실제로 JVM은 현재 하드웨어 수준에 맞게 크게 최적화되어 기본적으로 작업 메모리와 주 메모리의 적시 동기화를 상당 부분 보장합니다. 이는 휘발성 메모리를 사용하는 것과 같습니다. 기본적으로. 그러나 최대한으로만! CPU 리소스가 항상 점유되어 있으면 작업 메모리와 메인 메모리 간의 동기화, 즉 변수 가시성이 시기적절하게 이루어지지 않습니다! 결론은 나중에 확인하겠습니다.

Q2: 주석의 코드 블록(1, 2, 3)이 주석 처리되지 않은 경우에만 프로그램이 종료되는 이유는 무엇입니까?

A2: 줄 번호 1과 2의 코드에는 공통된 기능이 있습니다. 즉, 모두 동기화된 동기화 잠금을 포함합니다. 따라서 질문 작성자가 추측한 대로 동기화는 메인 메모리의 변수 값을 강제로 새로 고칩니다. 스레드 스택? , 그리고 sleep 메서드는 메인 메모리의 변수 값도 스레드 스택으로 새로 고칩니다. 사실 앞서 우리는 동기화가 동기화 블록에 있는 변수의 가시성을 보장할 뿐이라고 말했고 is 변수는 동기화 블록에 없으므로 분명히 이로 인해 발생하는 것은 아닙니다. 다음으로 i++; 코드 뒤에 다음 코드를 추가합니다.

for(int k=0;k<100000;k++){

새로운 객체();

}

다시 실행하면 프로그램이 즉시 종료됩니다! 왜? 위의 A1에서 우리는 JVM 최적화를 사용하더라도 CPU가 항상 점유되어 있으면 위의 프로그램이 i++ 작업을 수행하기 위해 계속 루프를 수행하는 것처럼 데이터의 가시성을 제대로 보장할 수 없다고 말했습니다. 그리고 프로그램이 CPU를 점유하는 이유는 무엇입니까? 위 코드를 추가한 후 중지하시겠습니까? 많은 수의 새로운 Object() 작업의 경우 CPU는 더 이상 시간이 많이 걸리는 주요 작업이 아니기 때문에 실제 시간이 많이 걸리는 작업은 메모리 할당에 있어야 합니다(CPU의 처리 속도가 메모리보다 확실히 빠르기 때문). , 그렇지 않으면 CPU 레지스터가 없습니다.) 따라서 CPU가 유휴 상태가 된 후에는 JVM 최적화 벤치마크를 따라 가능한 한 빨리 데이터 가시성을 보장함으로써 is 변수를 주 메모리에서 작업 메모리로 동기화합니다. 결국 프로그램이 종료됩니다. 이것이 sleep() 메소드가 동기화 작업을 포함하지 않는 이유입니다. 그러나 sleep() 메소드는 CPU를 해제하지만 잠금은 해제하지 않기 때문에 프로그램은 여전히 ​​종료될 수 있습니다.

위 내용은 Java 변수의 가시성 문제 분석 사례의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!