访问/写入布尔对象是否需要同步？

Question

这可能看起来是一个非常愚蠢的问题。 考虑以下：

我有一个简单的布尔对象，它有一个getter和一个setter。现在，这两个方法都经常从很多线程中调用。

1. 我需要为此布尔值同步吗？
2. 布尔赋值是原子操作吗？

[更新]: 我已经知道了Atomic Boolean。我已经有了很多不同的解决方案，但我特别想要得到上面2个问题的答案和理由。

- Suraj Chandran

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你是否要创建一个独立于java.lang.Boolean类的Boolean类？ - Matthew T. Staebler

Answer 1

不，布尔访问在机器代码级别上并不是原子性的，尽管在Java中只需要"1个操作"。

因此，是的，您需要对布尔进行同步。

请参见此演示文稿的4-6幻灯片以获取代码示例。

另外，您不应该在布尔上进行同步。

- DVK

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x=true; 是原子操作吗？x 是布尔类型。 - Suraj Chandran

@Suraj：你不应该在布尔值上进行同步（1），也不应该在非final对象上进行同步（2），这两个指南并不重叠。即使你的布尔变量是final的，你仍然不应该将其用作同步对象。 - Matthew T. Staebler

@Aeth....为什么？如果我的布尔值是final的，那么将其用作锁定对象就没有问题了，对吗？ - Suraj Chandran

@Suraj：不，你仍然不应该将它用作锁。请记住，锁是基于对象而不是对象的引用。根据你如何获取它，对布尔值的引用可能指向与其他引用共享的对象。例如，Boolean.TRUE、(Boolean) true和Boolean.valueOf(true)很可能都引用同一个对象，这是完全有效的。 - Matthew T. Staebler

@DVK：Boolean对象是不可变的。Boolean对象的所有方法都可以保证是原子性的。 - Matthew T. Staebler

Answer 2

1. 是的。但如果它是由一个线程编写的标志，并且您想确保所有线程都能看到它，那么一种廉价的替代方法是使用volatile。

2. 是的 - 即使对象的内部表示（即Boolean包装器中实际的boolean标志）为64位，并且因此可能在并发情况下被“拆分”，布尔值只能具有两个值，对吧？因此，普通的赋值（获取或设置）是原子的，但如果您正在执行其他任何操作（例如检查-然后-操作），例如x = !x，则除非同步，否则它当然不是原子的。

- Joonas Pulakka

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如果标志被写入多个线程，为什么volatile不是有效的解决方案？ - Matthew T. Staebler

@Aeth：在某些情况下，这可能是一个有效的解决方案，但它缺乏AtomicBoolean的compareAndSet操作/使用同步实现的类似功能。如果write的值取决于变量的当前值，则volatile不适用于多线程写入。但当然它也有其用途。 - Joonas Pulakka

Answer 3

1. 从技术角度来看，在一个线程中进行的写入操作无需同步才能在另一个线程中被感知。您需要的是一个happens-before边缘。很可能会使用volatile或synchronized来实现happens-before边缘。这两种技术都会产生synchronized-with边缘。因此，在实践中，您可能会使用同步来管理布尔变量的状态。
2. 是的。请注意，您并没有改变Boolean对象的状态，只是修改了对Boolean对象的引用。语言规范的第17.7节规定，“对引用的写入和读取始终是原子性的。”

更新：让我详细解释一下需要happens-before边缘的原因。如果没有happens-before边缘，则一个线程对变量所做的更改不能保证被其他线程感知。问题不仅在于变化可能在坏时机（例如在读取和写入之间）被察觉。变化也可能永远不会被感知。

假设我们有一个布尔变量，将其初始化为false。然后我们启动两个线程。第一个线程将变量设置为true并停止。第二个线程不断检查变量，直到它变为真，然后停止。不能保证第二个线程将永远看到变量为true。

- Matthew T. Staebler

Answer 4

使用 AtomicBoolean。

- Chuk Lee

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谢谢，我已经知道了Atomic Boolean。我已经有很多不同的解决方案，但我特别想要上述两个问题的答案和理由。 - Suraj Chandran

这取决于对象的内部表示，是32位还是64位？我认为后者肯定会有问题。不确定32位系统是否安全，为了保险起见，最好同步它们。如果只涉及一个对象，则AtomicXXXX比synchronized更快。 - Chuk Lee

Answer 5

1. 不需要，但是要声明变量为volatile，这样所有访问该布尔值的线程都能反映出其值。如果你看一下AtomicBoolean的set(..)方法，它也没有同步。

2. 是的，实际上赋值是原子性的。只是简单地设置值并不需要同步。然而，如果你想做像这样的事情：

   if (!bool) {
      bool = false;
   }
   

   那么你就需要同步（或者使用比同步更高效的AtomicBoolean）。

- Bozho

Answer 6

http://docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/concurrency/atomic.html说原始变量的读写是原子性的。

因此，可以使用布尔值（或在缓存效应的情况下使用易失性布尔值）来强制执行严格的交替或发生后关系。

- vpathak

Answer 7

即使它是原子的，由于您可能会在某个时候检查该值，因此仍然存在同步问题。 例如： if (boolVar==true) -> 其他线程接管 do_something();

- jimkont