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私の質問はこれの拡張です:揮発性の保証と順不同の実行

より具体的にするために、初期化後に 2 つの状態になる単純なクラスがあるとします。

class A {
    private /*volatile?*/ boolean state;
    private volatile boolean initialized = false;

    boolean getState(){
        if (!initialized){
            throw new IllegalStateException();
        }
        return state;
    }

    void setState(boolean newState){
        state = newState;
        initialized = true;
    }
}

初期化されたフィールドはvolatileと宣言されているため、事前発生の「バリア」が導入され、並べ替えが行われないことが保証されます。状態フィールドは、初期化されたフィールドが書き込まれる前に のみ書き込まれ、初期化されたフィールドが読み取られた後にのみ読み取られるため、状態の宣言からvolatileキーワードを削除しても、古い値が表示されることはありません。質問は次のとおりです。

  1. この推論は正しいですか？
  2. 初期化されたフィールドへの書き込みが最適化されず (初回のみ変更されるため)、「バリア」が失われないことが保証されていますか?

  3. フラグの代わりに、次のようにCountDownLatchが初期化子として使用されたとします。

    class A {
    private /*volatile?*/ boolean state;
    private final CountDownLatch initialized = new CountDownLatch(1);

    boolean getState() throws InterruptedException {
        initialized.await();
        return state;
    }

    void setState(boolean newState){
        state = newState;
        initialized.countdown();
    }
}

    それでもよろしいでしょうか？

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あなたのコードは（ほとんど）正しく、それは一般的なイディオムです。

// reproducing your code
class A

    state=false;              //A
    initialized=false;        //B

    boolean state;
    volatile boolean initialized = false;        //0

    void setState(boolean newState)
        state = newState;                        //1
        initialized = true;                      //2

    boolean getState()
        if (!initialized)                        //3
            throw ...;
        return state;                            //4

行#A#Bは、デフォルト値を変数に書き込むための擬似コードです（フィールドのゼロ化とも呼ばれます）。それらを厳密な分析に含める必要があります。#Bは＃0とは異なることに注意してください。両方が実行されます。行#Bは、揮発性の書き込みとは見なされません。

すべての変数に対するすべての揮発性アクセス（読み取り/書き込み）は、全順序で行われます。＃4に到達した場合、この順序で＃2が＃3の前にあることを確認します。

initialized＃B、＃0、＃2への3つの書き込みがあります。＃2のみがtrueを割り当てます。したがって、＃2が＃3の後にある場合、＃3はtrueを読み取ることができません（これはおそらく、私が完全に理解していない空中保証がないためです）、＃4に到達できません。

したがって、＃4に到達した場合、＃2は＃3の前にある必要があります（揮発性アクセスの全順序）。

したがって、＃2が発生します- ＃3の前に（揮発性の書き込みが発生します-後続の揮発性の読み取りの前に）。

プログラミングの順序により、＃1は＃2の前に、＃3は＃4の前に発生します。

したがって、推移性によって、＃1が発生します-＃4の前に。

Line＃A、デフォルトの書き込みが発生します-すべての前に（他のデフォルトの書き込みを除く）

したがって、変数へのすべてのアクセスstateは、発生前のチェーンにあります：#A->＃1->＃4。データの競合はありません。プログラムは正しく同期されています。読み取り＃4は書き込み＃1を遵守する必要があります

ただし、少し問題があります。＃Bにはすでにfalseが割り当てられているため、行＃0は明らかに冗長です。実際には、揮発性の書き込みはパフォーマンス上無視できないため、＃0は避ける必要があります。

さらに悪いことに、＃0の存在は、望ましくない動作を引き起こす可能性があります。＃0は＃2の後に発生する可能性があります。setState()したがって、呼び出されることが発生する可能性がありますが、その後getState()はエラーがスローされ続けます。

これは、オブジェクトが安全に公開されていない場合に可能です。スレッドT1がオブジェクトを作成し、それを公開するとします。スレッドT2はオブジェクトを取得し、それを呼び出しますsetState()。パブリケーションが安全でない場合、T1がオブジェクトの初期化を完了する前に、T2はオブジェクトへの参照を監視できます。

Aすべてのオブジェクトを安全に公開する必要がある場合は、この問題を無視できます。それは合理的な要件です。それは暗黙のうちに期待することができます。

ただし、行＃0がない場合、これはまったく問題になりません。デフォルトの書き込み#Bが発生する必要があります-＃2の前に、したがって、が呼び出される限り、setState()後続のすべての書き込みgetState()は監視されinitialized==trueます。

カウントダウンラッチの例では、initializedはfinal;です。これは、安全な公開を保証するために重要です。すべてのスレッドは、適切に初期化されたラッチを監視します。

于 2011-11-09T17:01:00.987 に答える
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1. この推論は正しいですか?

いいえ、状態はスレッドにキャッシュされるため、最新の値を取得することはできません。

2. 初期化されたフィールドへの書き込みが最適化されず (初回のみ変更されるため)、「バリア」が失われないことが保証されていますか?

はい

3. フラグの代わりに、CountDownLatch が次のように初期化子として使用されたとします...

@ratchet フリークが述べたように、 CountDownLatch は 1 回限りのラッチですが、volatileは再利用可能なラッチのようなものなので、3 番目の質問に対する答えは次のようになります。

于 2011-11-09T11:37:17.820 に答える