Java volatile關鍵字的操作

下面七段程序採用的JDK版本爲：1.8.0_201

（1）測試程序1

package com.tj.ythu.thread.jvmvolatile;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 能正常結束程序
 */
public class Test00 {
    private static boolean flag = false;
    private static int count = 0;

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            try {
                TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            flag = true;
            System.out.println("update flag：" + true);
        }).start();
        while (!flag) {
            System.out.println(++count);
            // 如果去掉打印語句，直接寫++count，則會進入死循環
            // 原因就是println方法假如了synchronized關鍵字
            // synchronized：獲得同步鎖、清空工作內存、從主內存中拷貝對象副本到本地內存、執行代碼、刷新主內存數據、釋放同步鎖
        }
        System.out.println("exit:" + count);
    }
}

（2）測試程序2

package com.tj.ythu.thread.jvmvolatile;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 死循環
 */
public class Test01 {
    private static boolean flag = false;
    private static int count = 0;

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            try {
                TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            flag = true;
            System.out.println("update flag：" + true);
        }).start();
        while (!flag) {
            // 這裏會進入死循環，原因是線程（這裏說的是主線程）不會去同步獲取子線程修改後的數據
            count++;
        }
        System.out.println("exit: " + count);
    }
}

（3）測試程序3

package com.tj.ythu.thread.jvmvolatile;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 能正常結束程序
 */
public class Test02 {
    private static boolean flag = false;
    private static int count = 0;

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            flag = true;
            System.out.println("update flag：" + true);
        });
        t1.start();
        while (!flag) {
            // https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-17.html#jls-17.3
            // Thread.sleep和Thread.yield沒有任何同步語義
            // 編譯器不必在調用該方法之前將緩存在寄存器中的刷新到共享內存，也不必在調用該方法之後重新加載緩存在寄存器中的值。
            // 編譯器可以自由的讀取一次“flag”字段，並在每次循環執行中重用緩存的值。
            try {
                TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            count++;
        }
        System.out.println("exit: " + count);
    }
}

（4）測試程序4

package com.tj.ythu.thread.jvmvolatile;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 能正常結束程序
 */
public class Test03 {
    private static boolean flag = false;
    //    private static volatile long a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7, a8;
    //    private static volatile long b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8;
    //    private static volatile long c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8;
    private static volatile int count = 0;

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            try {
                TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            flag = true;
            System.out.println("update flag：" + true);
        }).start();
        while (!flag) {
            count += 1;
            // 爲什麼count加上volatile關鍵字，會影響flag呢？
            // 剛開始以爲是Cache Line導致的，發現不是。
        }
        System.out.println("exit: " + count);
    }
}

（5）測試程序5

package com.tj.ythu.thread.jvmvolatile;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 能正常結束程序
 */
public class Test03_1 {
    private static boolean flag = false;
    private static Integer count = 0; // 這裏假如換成int類型，則不能退出程序

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            try {
                TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            flag = true;
            System.out.println("update flag：" + true);
        }).start();
        // 爲啥Integer能讓程序獲取到flag的值？
        while (!flag) {
            count += 1;
        }
        System.out.println("exit: " + count);
    }
}

（6）測試程序6

package com.tj.ythu.thread.jvmvolatile;

/**
 * 能正常結束程序
 */
public class Test04 {
    private static volatile boolean flag = false;
    private static int count = 0;

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            flag = true;
            System.out.println("update flag：" + true);
        }).start();
        // flag 加了volatile屬性，只要發生改變，都會從共享內存中去加載
        while (!flag) {
            count++;
        }
        System.out.println("exit: " + count);
    }
}

（7）測試程序7

package com.tj.ythu.thread.jvmvolatile;

/**
 * 死循環
 */
public class Test05 {
    // volatile 加載flag或者count都能正常結束程序
    private static boolean flag = false;
    private static int count = 0;

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread());
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            flag = true;
        });
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread());
            while (!flag) {
                ++count;
            }
        });
        t1.start();
        t2.start();
        while (t1.isAlive() || t2.isAlive()) {
        }
        System.out.println(t1.isAlive());
        System.out.println(t2.isAlive());
        System.out.println("exit:" + count);
    }
}