爲什麼使用兩個volatile變量重新排序？

Question

我試圖調查在java環境中重新排序（使用JDK 9-ea + 170）的行爲，並發現我無法爲自己解釋的一件事，所以我很樂意聽到關於它的一些說明。下面是一個例子：

public class Client { 
    int x; 
    int y; 
    public void test() { 
     x++; 
     y++; 
    } 
    public static void main(String[] args) { 
     Client c = new Client(); 
     while(c.y <= c.x) new Thread(() -> c.test()).start(); 
     System.out.println(c.x + " " + c.y); 
    } 
} 

這個方案有一個test()方法，該方法只是增加x和y值。我正在創建新的線程，並調用此test()，直到某些內部java優化不會更改x++; y++;指令（）的順序。這樣我證明重新排序確實發生。程序大部分時間結束（這是預期的）。 現在我已經加入volatile修飾符到Y：

public class Client { 
    int x; 
    volatile int y; 
    public void test() { 
     x++; 
     y++; 
    } 
    public static void main(String[] args) { 
     Client c = new Client(); 
     while(c.y <= c.x) new Thread(() -> c.test()).start(); 
     System.out.println(c.x + " " + c.y); 
    } 
} 

這個程序永遠不會結束，因爲揮發性保證了所有的前揮發的指令會被衝入所以x++;總是y++;之前執行的內存，這是不可能有y> x。這也是我的理解所期待的。但在那之後我已經添加揮發性到int x;過，現在我可以再次看到重新排序，從而程序結束大部分的時間：

public class Client { 
    volatile int x; 
    volatile int y; 
    public void test() { 
     x++; 
     y++; 
    } 
    public static void main(String[] args) { 
     Client c = new Client(); 
     while(c.y <= c.x) new Thread(() -> c.test()).start(); 
     System.out.println(c.x + " " + c.y); 
    } 
} 

爲什麼這裏的重新排序也發生？

Answer 1

這不是重新排序的證據。實際上，volatile的結果是++不是原子的。例如，更新的一個變量（x）時考慮兩個線程（A和B）以下的操作交織：

thread A: load x -> temp 
thread B: load x -> temp 
thread A: temp = temp + 1 
thread B: temp = temp + 1 
thread A: save temp -> x 
thread B: save temp -> x 

，如果你通過與交錯這些操作的工作，你會看到你在x上失去了計數。這對c.y <= c.x偶爾會失敗就足夠了。

（以下簡稱「數不清」的行爲也可能與y發生......這解釋了爲什麼這個實驗只失敗了一些時間。）