volatile不能保证原子性

Question

本小节视频里老师给变量a，b加上了volatile关键字解决可见性问题。
然后说不可能出现a=1 b=3的情况。但是我在本机上测试了以下代码，发现是可以出现a=1 b=3的情况的。
我的分析是print()方法中System.out.println(“a=” + a + " b=" + b);这一句不是原子的，所以可能执行一半就发生了线程切换。比如：
线程1执行print()方法，此时a=1，b=2，
System.out.println(“a=” + a + " b=" + b)运行到一半，切换到线程2，线程2执行change()方法，此时a=3，b=3。
然后切换回线程1，继续执行未执行完的System.out.println(“a=” + a + " b=" + b)，那么得到的结果就是a=1 b=3。
不知道我这么分析的对不对，希望老师能帮看看，谢谢！

package jmm;

public class FieldVisibility {

    volatile int a = 1;
    volatile int b = 2;

    private void change() {
        a = 3;
        b = a;
    }

    private void print() {
	    // 这一句不是原子的，所以由于线程切换依然可能得到a=1 b=3
        System.out.println("a=" + a + " b=" + b);
    }

    public static void main(String[] args) {
        while (true) {
            FieldVisibility test = new FieldVisibility();
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    test.change();
                }
            }).start();

            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        Thread.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    test.print();
                }
            }).start();
        }
    }
}

Answer 1

悟空 2019-09-08 23:38:20

小伙伴的提问很好，就是由于非原子性导致的。

你代码里的打印是先打印a，然后打印b，而课程里的是先打印b然后打印a，由于println的非原子性性质，所以打印顺序是有区别的。课程里的代码，是不会出现b=3;a=1的情况的。

因为System.out.println(“a=” + a + " b=" + b)这一句不是原子的，所以执行期间是可以被切换的：先读取a的值为1并打印后，线程被切换走执行change()，此时b的值刚刚发生了变化（打印a的时候，b的值其实是2，但是现在变成了3），于是就会出现a=1,b=3。但是如果先打印b再打印a，那么打印了b之后，由于volatile的保证，可以确定a=3已经执行了并且最新值可以被所有线程看到，所以就不会出现b=3;a=1的情况，你可以试一下。

• 提问者 慕勒4339842 #1

  非常感谢！

Answer 2

yao314 2019-09-30 11:18:30

非常感谢这位同学的提问猜想和老师的解答方案。