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并发编程可见性

news 2025/9/29 16:33:35

一句话定义

可见性就是当一个线程修改了某个共享变量，其他线程能够立马看到这个最新变化的结果。

理解过程 #内存模型

核心点：CPU的内存模型、硬件的MESI、JIT指令冲排序
存数据：多核CPU的架构下，计算机要存某个变量会先发起一个为写入准备的读请求（RFO），分别从L1->L2->L3查找。如果都不存在（缓存未命中），则去内存中查找（必然命中）。在将内存中的值加载到L1缓存之前，由L3协调，使其他核心中包含该变量的整个缓存行副本失效。随后数据被加载到L1缓存，核心立即获得独占权。L1对该变量赋值并将状态改成已修改，L3会记录此独占状态。此刻主内存中的值还是旧值。
读数据： 当核心2想要读取存在于核心1（状态为M）的数据时，核心2会先查看自身缓存。未命中后，请求最终到达L3。L3发现数据由核心1独占且已修改，会触发缓存一致性协议。此时，通常有两种结果：

高效干预：核心1嗅探到请求，直接将自己L1/L2中的最新数据返回给核心2（可能同时写回L3），核心2将数据载入自己的L1。
标准写回：核心1先将数据写回L3，随后L3再将数据提供给核心2，数据会填充核心2的L2和L1缓存。
无论哪种方式，最终核心1和核心2的该缓存行状态都变为共享。

内存模型

问题：MESI保证了硬件层面的缓存内存一致性，就算Java编译器导致指令重排序也不应该出现下面这个程序的问题，主线程修改了flag的值，但是线程t1仍旧不会停止，怎么解释

public class Visible {  public static boolean flag = true;  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {  Thread t1 = new Thread(() -> {  while (flag) {  // do something  }  System.out.println("t1 结束");  });  t1.start();  Thread.sleep(10);  flag = false;  System.out.println("main end");  }  
}

虽然很多人都是是指令重排序导致的，但是这里其实是因为Java编译器对线程内部的这段代码做了优化，他发现当前线程的flag是不会改变的，导致把while循环里的flag改成了true，导致程序无法退出。