多线程并发情况下的数据一致性问题

前些天发现了一个巨牛的人工智能学习网站，通俗易懂，风趣幽默，忍不住分享一下给大家。​​点击跳转到网站​​

首先，有一个静态的布尔变量：

public static boolean  flag = false;

然后，开启两个线程。

A线程：

new Thread(() -> {

        System.out.println(Thread.currentThread() + "start...");

while(!flag) {

}

        System.out.println(Thread.currentThread() + "success...");

}).start() ;

很明显，这是一个死循环。

B线程：

//延迟1秒，确保上面的先执行Thread.sleep(1000);

new Thread(() -> {

        flag = true;

        System.out.println(Thread.currentThread() +  "flag 变为 true了！");

}).start() ;

B线程在1秒后执行，把flag变为true。那么按理说，因为flag是静态属性，它的值发生变化后，A线程应该感应到这种变化，从而跳出死循环。

可是实际上：

Thread[Thread-0,5,main]start...
Thread[Thread-1,5,main]flag 变为 true了！

A线程一直在死循环，并没有发生变化。

为啥会和想的不同？

如图，JMM内存模型中，每一个线程都有一个高速缓冲区，这个区域是每个线程自己独有的内存空间，flag其实在主内存中，每个线程是拷贝了一个flag副本到自己的内存。

因为A线程有死循环，一直在占用着flag副本，也就没有发现该变量已经被其他线程修改了。

解决办法--用volatile关键字

public static volatile boolean  flag = false;

当flag被volatile关键字修饰，它的值发生变化时，JVM会立刻将flag重新写入主内存。并且通知其他线程（引用了这个副本的线程）立刻销毁flag变量。

从而迫使这些线程重新从主内存读取flag，这样就可以做到保证多线程下变量的数据一致性了。

实际应用--双重检测锁机制下的对象半实例化问题解决

public class MySingleton {

    private static volatile MySingleton mySingleton;

    private MySingleton() {}

    public static MySingleton newInstance() {
        if(mySingleton == null) {
            synchronized (mySingleton) {
                if(mySingleton == null) {
                    mySingleton = new MySingleton();
                }
            }
        }

        return  mySingleton;
    }
}

为什么会出现半实例化？

mySingleton = new MySingleton();

这行代码在汇编里面执行的情况下大致是这样的，伪代码如下：

1.mySingleton 分配内存

2.new mySingleton() 实例化

3.mySingleton实例对象赋值给mySingleton 

其中，步骤2 和 步骤3 即便颠倒顺序也不会影响最终的结果，所以CPU可能会进行指令重排序。如果步骤3先执行了，而恰好在这个时候别的线程检测到mySingleton不是null，就直接返回了。此时，mySingleton甚至还没有调用构造方法呢，只是一个空的引用（但已经不是null了）。

所以，这就导致了对象半实例化。解决方法也是加上volatile关键字。