Java Memory Model и happens-before

#java #многопоточность #jvm

Добрый день. Есть небольшой вопрос по JMM. Я знаю как работает  happens-before, но
не могу понять один момент. Вот код:

private static int x = 0;
private static volatile boolean flag = false;

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

  new Thread(() -> {
      x = 10;
      while (!flag) ;
      System.out.println(x);
  }).start();

  x = 5;
  flag = true;
}


Какое значение должно принять X? Если какое-то правило чтобы определить это?
    

Ответы

Ответ 1

Если изобразить потоки выполнения в вашем коде, мы получим такую картину:



Main thread - это основной поток вашей программы, Thread1 - поток, который вы явно
создаете.

Запись и чтение волатильной переменной flag действительно создают отношение Happens-Before
(E → B на диаграмме). Таким образом по отношению к вызову System.out.println(x); у
нас есть два потока выполнения, для каждого из которых гарантируется порядок выполнения:
A → B → C и D → E → B → C. Запись в переменную x произойдет гарантированно раньше ее
чтения.

Но вот инструкции записи в переменную x (A и D) находятся в состоянии гонки (race
condition) и их порядок выполнения друг относительно друга не определен. В итоге то,
что мы видим на диаграмме никак нельзя назвать полным порядком. JVM вполне может выполнить
инструкции следующим образом:


Ответ 2

Мы не знаем какое значение увидит инструкция System.out.println(x); по нескольким
причинам:


Поток может прочитать значение, установленное в нем (независимо было
ли оно установлено раньше или позже другого потока) или значение,
установленное в другом потоке. В виду того что гарантии на то, какое
значение прочитает поток не даются.
В виду того, что невозможно определить время выполнения инструкции в
различных поток относительно других потоков - неизвестно в какой
момент потоки выполнят инструкции x = 10 и flag = true
относительно друг друга.


Относительно happens-before происходящего с volatile переменной.
В данном случае если чтение volatile переменной происходит после записи ее переменной,
то операция чтения ОБЯЗАТЕЛЬНО будет видеть "новые" данные. В данном случае нам это
говорит лишь о том, что поток который находится в цикле выйдет из него, как только
будет выполнена инструкция flag = true. Но опять же о том, когда будет выполнена инструкция
flag = true нам неизвестно, она может быть выполнена как до, так и после чтения (одного
или нескольких) значения из volatile переменной в порожденном потоке.

Необходимо отметить, что отношение, изображенное на картинке в ответе Nofate не должно
трактоваться, как обязательный порядок индукцией или блокировка читателя до момента
пока не будет установлено значение volatile переменной.


  “Запись в переменную x произойдет гарантированно раньше ее чтения.”


Поток просто будет находится в бесконечном цикле до момента выполнения flag = true.