Ответ на похожий вопрос (в чуть другом ракурсе) есть здесь. В этом ответе акцентирую то, что важно для этого вопроса.
Ожидаемое поведение - первый поток зациклится, поскольку он закеширует boolean
Поток может зациклиться и это не будет противоречить спецификации. Но так же допустима реализация (может не такая оптимальная), в которой не будет зацикливания. Спецификация требует определенного поведения, когда volatile
присутствует, но ничего не требует, когда его нет. Делать ли изменения в одном потоке видимыми в другом - это дело реализации (компилятора и JVM). То что вы наблюдаете, вполне возможно, стечение обстоятельств, а не фича реализации.
Еще один момент, что тут у вас используется системный вызов (System.out.println
), а внутри него могут быть дополнительные синхронизации (например, synchronized
метод или блок) и именно из-за этого даже без volatile случается барьер памяти и переменные стают видны в других потоках. Я такое наблюдал.
Я добавляю volatile только флагу, но не count переменной
- поток1 пишет в
count
- поток1 пишет в
flag
- поток2 читает из
flag
- поток2 читает из
count
Тут все пары операций (1-2, 2-3 и 3-4) связаны отношением happens-before, т.е. 1 happens-before 2
и т.д. Из-за транзитивности happens-before также имеем, что 1 happens-before 4
.
Если две операции связаны отношением happens-before (a happes-before b
) то результат a
виден b
. В данном случае это означает, что запись в count
видна при чтении count
из другого потока, даже если count
не volatile. Это все благодаря тому, что запись в volatile переменную happens-before чтения из этой же volatile переменной
.
Ответы на дополнительный вопросы из комментария:
Потоки могут синхронизировать общую переменную друг с другом без внешних механизмов. ... за счет чего происходит синхронизация
Много чего может быть. Это такая деталь реализации, которая не имеет отношения к семантике самого языка java. На практике это не делается специально, а "так выходит" само собой. Ну например, самый простой механизм - это когда компилятор + JVM вместо того чтоб работать с переменной в регистре процессора (и тогда она выходит по сути закеширована, так как у каждого потока будет своя копия регистров), сохраняет ее прямо в память. Такое сохранение прямо в оперативную память и будет по сути тем что называют "синхронизация локального кеша" (так как этого самого кеша нет).
Какой именно код сгенерирует компилятор зависит от многих причин. Более того по ходу выполнения программы JIT-компилятор может изменять скомпилированный код, если решит, что выгоднее его перекомпилировать, чтоб он быстрей выполнялся. Например, он может заметить, что в программе чтение и запись переменной происходит очень редко, и тогда чтоб не занимать регистр (и использовать его для хранения других данных, которые используются часто) компилятор может писать/читать эту переменную напрямую из памяти. Да это будет медленней, но так как это происходит редко, а освободившийся регистр позволит более значительно ускорить работу с другой переменной - то это выгодно. Таким образом получится, что он нечаянно будет всегда делать синхронизацию этой переменной, хотя это просто побочный эффект другой оптимизации.
Гарантирует строгое обращение в память (и чтение и запись) именно volatile
Не совсем. Не нужно вообще мыслить в таких категориях как "строгое обращение в память". Единственное, что volatile гарантирует, это что изменения записанные в переменную (и в другие до нее) будут видны при последующих чтениях. Будет ли при этом запись в память или нет - это уже личное дело компилятора. Прямая запись в (и чтение из) память - это один из способов этого добиться. Но среда может решить это делать и иначе (или не делать вовсе). Например, если компилятор понимает, что других потоков, которые могут читать эту переменную, в принципе нет, то и смысла писать в память нет, так как все равно это будет зря. Правило happens-before не нарушится, если единственную volatile переменную доступную только из какого-то одного потока трактовать как не volatile.
Вхождение в секцию с блокировкой заставляет поток синхронизировать кеш с оперативной памятью.
Да. А так же выход из synchronized
блока/метода. Точнее это устанавливает happens-before соотношения между операциями до/после захвата/освобождения монитора. Опять же, если компилятор может доказать, что этого можно не делать (т.к. нет других потоков, который читают или пишут), то он может и опустить собственно синхронизацию с памятью.
Ожидаемое поведение - первый поток зациклится, поскольку он закеширует boolean
- не, ожидаемое поведение "оно может закешироваться". Собственно это Вы и наблюдаете. Вам повезло.т.к. он закешировал count
- ну ок, но чтение-запись volatile переменной создает happen before (как то так оно называется) и все изменения до этой записи стают видны другому потоку (опять же, Вы это и наблюдаете)