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來源：Ambitor，
my.oschina.net/ambitor/blog/661907?fromerr=hklzCyc2
博文前提
最近在oschina問答板塊看到了一個關於java變數在工作記憶體和主存中的可見性問題：synchorized,sleep 也能達到volatile 執行緒可見性的目的?,大致的問題描述如下：
http://www.oschina.net/question/858822_2169470
package com.test;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class test1 {
private static boolean is = true;
public static void main(String[] args) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
int i = 0;
while(test1.is){
i++;
1 //synchronized (this) { } 會強制掃清主記憶體的變數值到執行緒棧?
2 //System.out.println(“1”); println 是synchronized 的,會強制掃清主記憶體的變數值到執行緒棧?
3 //sleep 會從新load主記憶體的值?
// try {
// TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(1);
// }catch (InterruptedException e) {
// e.printStackTrace();
// }
}
}
}).start();
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
is = false; //設定is為false，使上面的執行緒結束while迴圈
}
}).start();
}
}
問： 為什麼整個程式不會終止？ 為什麼取消註釋中的任何一個程式碼塊(1，2，3)，程式才會終止？synchronized 會強制掃清住記憶體的變數值到執行緒棧? sleep 會幹什麼呢？
涉及知識解釋
-
volatile：此關鍵字保證了變數在執行緒的可見性，所有執行緒訪問由volatile修飾的變數，都必須從主存中讀取後操作，併在工作記憶體修改後立即寫回主存，保證了其他執行緒的可見性，同樣效果的關鍵字還有final。
-
synchronized：所有同步操作都必須保證 1、原子性 2、可見性，所以在同步塊中發生的變化會立馬寫回主存
-
sleep：此方法只會讓出CPU執行時間，並不會釋放鎖。
問題分析
Q1：為什麼註釋程式碼後程式不會終止？
A1：因為 boolean is=true 的變數值被前面執行緒（簡稱執行緒A）載入到自己的工作記憶體，在後面的執行緒（簡稱執行緒B）改變 boolean is=false 之後不一定會立馬寫入主存(不過這道題中應該會馬上寫入主存，因為執行緒執行完 is=false之後執行緒就要退出了)，即便立馬寫入了主存後執行緒A也不一定馬上load到工作記憶體中，所以程式一直不會終止？這個是我們大多數人想到的，但其實JVM針對現在的硬體水平已經做了很大程度的最佳化，基本上很大程度的保障了工作記憶體和主記憶體的及時同步，相當於預設使用了volatile。但只是最大程度！在CPU資源一直被佔用的時候，工作記憶體與主記憶體中間的同步，也就是變數的可見性就會不那麼及時！後面會驗證結論。
Q2：為什麼取消註釋中的任何一個程式碼塊(1，2，3)，程式才會終止？
A2：行號為1、2的程式碼有一個共同特點，就是都涉及到了synchronized 同步鎖，那麼是否像提問作者猜想的那樣synchronized會強制掃清主記憶體的變數值到執行緒棧？，以及sleep方法也會掃清主存的變數值到執行緒棧呢？，事實上我們前面說了synchronized只會保證在同步塊中的變數的可見性，而is變數並不在該同步塊中，所以顯然不是這個導致的。接下來我們在程式碼i++;後面加上以下程式碼：
for(int k=0;k<100000;k++){
new Object();
}
再Run，程式立刻終止！為什麼？在上面的 A1 中我們已經說了即便有JVM的最佳化，但當CPU一直被佔用的時候，資料的可見性得不到很好的保證，就像上面的程式一直迴圈做i++;運算佔用CPU，而為什麼加上上面的程式碼後程式就會停止呢？因為對於大量new Object()操作來說，CPU已經不是主要佔時間的操作，真正的耗時應該在記憶體的分配上（因為CPU的處理速度明顯快過記憶體，不然也不會有CPU的暫存器了），所以CPU空閑後會遵循JVM最佳化基準，盡可能快的保證資料的可見性，從而從主存同步is變數到工作記憶體，最終導致程式結束，這也是為什麼sleep()方法雖然沒有涉及同步操作，但是依然可以使程式終止，因為sleep()方法會釋放CPU，但不釋放鎖！
結束
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