Java 8 中并发环境下是否存在活性检测失败的问题？

Question

Java 8 中并发环境下是否存在活性检测失败的问题？

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我会尝试复制《Effective Java（第二版）》中提到的以下代码，它属于第10章并发性条目66。

public class StopThread {
   private static boolean stopRequested;

   public static void main(String args[]) {
      Thread backgroudThread = new Thread(new Runnable(){
             public void run() {
                int i = 0;
                while(!stopRequested) {
                       i ++;
                }
             }
      });
      backgroudThread.start();

      TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
      stopRequested = true;
   }
}

根据作者的描述，当您运行以上过程段时，背景线程不会终止。但是在我设置了Java8环境的机器上无法复现此问题。那么这个问题是否已经在Java最新版本中得到优化呢？

更新：我在Linux操作系统（Redhat）中再次尝试。它总是不终止。在我之前在Win7操作系统COREi5中运行它时，它总是终止。

PS: 在Linux操作系统（Redhat）中，如果按照上述代码和程序运行，程序将不会终止。但是，如果我在“while”循环中的“i ++”之后添加“System.out.println(i)”，此时程序将始终终止。这是我的新发现。如果您知道原因，请发布您的答案。我将继续钻研这些系列问题，直到找到真正的原因。

- Ivan_Wang

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生活中的一个悲哀事实是：多线程问题没有产生可见效果并不意味着它不会成为一个问题。这就是编写多线程代码如此痛苦的原因之一。 - user2357112

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作者实际上是说它不会被终止还是可能不会被终止？这里肯定没有保证它会被终止。 - Jon Skeet

@Jon，Effective Java 的作者是Josh Bloch，所以我认为我们可以假设后者。 - Voo

@Voo：我也怀疑是后者，但我现在手头没有EJ的副本。 - Jon Skeet

是的，请参考alfasin的答案。它引用了属于EJ的句子。作者写道：“然而，在我的机器上，程序从未终止：后台线程永远循环！” - Ivan_Wang

4个回答

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不，作者说在他的机器上它永远无法终止。这是完全可能的，也正是他试图说明的观点：对可变数据的共享访问应该同步，以确保原子性和可见性。

虽然将boolean分配为原子操作，但后台线程可能不会看到主线程对stopRequested的更改。

作者还提出了一个简单的解决方法：将stopRequested声明为volatile。

- Jan Van den bosch

1

根据作者的描述，当您运行上述过程段时，后台线程将不会终止。

我没有书在手边，但我强烈怀疑它并没有这么说。

我认为它实际上是说类似于后台线程可能不会被终止。 "will not"和"might not"这两个词意思不同...

更新-请参阅@alfasin的答案，了解Bloch实际写下的内容。

但是我在我的机器上无法重现它，该机器设置了Java8环境。那么这个问题在Java最新版本中是否已经得到优化？

不是"优化"，而是不同的处理方式。

实际上正在发生的事情是程序已经进入了Java语言规范中规定行为未指定的区域。特别地，不能保证后台线程会看到主线程对标志所做的更改。但是它仍然可能看到...这取决于各种各样的因素。

你无法在Java 8上重现这个问题并不奇怪。你也可能在旧的Java平台上难以重现它。从某种意义上说，正是这种"困难"，使得这种问题如此棘手。

- Stephen C

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这个问题是否已经在Java的最新版本中得到了优化？

事实恰好相反：这个“问题”正是由于Java内存模型允许的优化而存在。这些规定绝对没有从Java 8规范中删除，它们将会一直存在。它们在多线程性能方面提供了重大的优势。

Java提供了特定的语言特性，使您的示例能够正常工作，但它并不强制要求在每个地方都使用这些特性; 它将其留给程序员自行决定，在需要时才应用它们以及它们的性能成本。

顺便说一下，我运行了您问题中的确切代码（加上缺少的“throws”声明），并且该程序可靠地在我的OpenJDK 1.8上未能终止。

- Marko Topolnik

好的，谢谢。就像你说的一样，你运行了我的代码，程序肯定没有终止。但是我运行它总是会终止。如果你多次运行它，它不稳定地终止吗？还是偶尔不终止？谢谢。 - Ivan_Wang

这就是我所说的，它在我的机器上总是无法终止。但由于JMM声明你那边的行为与我的一样合法，这并不奇怪。 - Marko Topolnik

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可以查看英文原文，
原文链接

- Nir Alfasi · Accepted Answer

更准确地说，作者写道：

然而，在我的机器上，程序永远不会终止：后台线程无限循环！

现在你可能还可以对此进行争论，因为他显然没有将这个程序运行“永远”，但你明白了。

顺便说一下，在我的机器上，程序也永远不会终止（JDK 1.7.0_45）
顺便提一下，如果我们想让它终止，我们只需要声明stopRequested为volatile

更新：
为了为那些没有这本书的人提供更多背景信息（你真的应该买一本！），作者后来解释说，这种情况可能发生是由于编译器检测到stopRequested没有在本地更改，因此允许以下优化：

while(!stopRequested) {
      i ++;
}

变成：

if (!stopRequested)
    while(true) {
          i ++;
    }

JVM hotspot进行这种优化（称为hoisting）。如果您想深入了解为什么它是一个合法的优化，您应该阅读一些内容：JLS §17.4.3 Programs and Program Order