如何理解synchronized的可见性？

╰+攻爆jí腚メ 2023-10-13 18:03 4阅读 0赞

很多文章说synchronized满足可见性，又没有详细展开，今天我看了一篇1，尤其是其中的例2、3、4，对此产生了一些疑惑。代码如下：

public class Visibility {
        
        public static boolean b = true;
        public static Object lock = new Object();
    
        public static void main(String[] args) {
        
        	
        	new Thread(() -> {
        
        	    try {
        Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {
        }  // 先让线程2启动并缓存变量b
        	    synchronized (lock) {
        
        	    	b = false;  // 如果变量b不是volatile，这里修改解锁后，仍然对其它线程（"线程2"）不可见
    			}
        	}, "线程1").start();
        	new Thread(() ->{
        
        	    while (b) {
                 // 线程2就使用缓存中的b变量
        	    }
        	    System.out.println("get b update");
        	}, "线程2").start();     // 线程死循环
    
        }
    }

程序跑很久都不结束，通过debug可以看到线程2一直卡在执行while (b) 那一行。  
**可见虽然变量b在线程1的synhronized代码块中被修改了，但仍对线程2不可见。**

为了解决b的可见性问题，使程序正常结束，最简单的方法是用volatile修饰b。另外一种方法是在线程2中增加synchronized代码块：

public class Visibility {
        
        public static boolean b = true;
        public static Object lock = new Object();
    
        public static void main(String[] args) {
        
        	
        	new Thread(() -> {
        
        	    try {
        Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {
        }  // 先让线程2启动并缓存变量b
        	    b = false;  
        	}, "线程1").start();
        	new Thread(() ->{
        
        	    while (b) {
                
        	    	synchronized (lock) {
        
        	    	}
        	    }
        	    System.out.println("get b update");
        	}, "线程2").start();    
    
        }
    }

上述方法中，线程1的synchronized代码块保留不保留都不影响结果。而如果把线程2中的相关代码改为下面这样也是不行的：

synchronized (lock) {
                
        	    	while (b){
        
        	    	}
        	    }

所以，到底应该如何理解synchronized的可见性呢？像下方这样吗，至少可以解释本文中的现象。

> **在进入锁时，会去主存中读取此时的最新数据，退出锁时将当前更新刷新到主存中**1

> JMM中关于synchronized有如下规定，线程加锁时，必须清空工作内存中共享变量的值，从而使用共享变量时需要从主内存重新读取；线程在解锁时，需要把工作内存中最新的共享变量的值写入到主存，以此来保证共享变量的可见性。2

为了保证读取线程中的变量是最新的，应该对其使用volatile修饰，或者：

> 在读取线程手动触发一次内存屏障的操作。比如，lock|unlock、synchronized、CAS等。1

附：其实我还是有疑问：“线程加锁时，必须清空工作内存中共享变量的值，从而使用共享变量时需要从主内存重新读取”，此处的“工作内存”是仅指对应线程，还是指所有线程的呢？我觉得应该是前者。但这又如何解释上面解决问题的代码中，线程1不加synchronized，线程2也能读到线程1更新的数据b呢？目前我想到的唯一合理的解释是：其实线程1在更新b后，已经在某个时间点把b刷到主内存了。而线程2不用synchronized等机制的话，总倾向于从线程的工作内存中读b。

附：相关文章：[本博----volatile的可见性探讨][----volatile]

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1.  [Java Unsafe CAS、volatile与可见性][Java Unsafe CAS_volatile] ↩︎ ↩︎ ↩︎
2.  [知乎----- synchronized 关键字可以保证可见性吗？][----- synchronized] ↩︎

[----volatile]: https://blog.csdn.net/qq_23204557/article/details/131748812?csdn_share_tail=%7B%22type%22:%22blog%22,%22rType%22:%22article%22,%22rId%22:%22131748812%22,%22source%22:%22qq_23204557%22%7D
[Java Unsafe CAS_volatile]: https://blog.csdn.net/qq_41490274/article/details/122631259
[----- synchronized]: https://www.zhihu.com/question/48313299/answer/1166823164