Java多線程之volatile

問題

Peterson算法是一個實現互斥鎖的併發程序設計算法，能夠控制兩個線程訪問一個共享的單用戶資源而不發生訪問衝突。 參照《現代操做系統》，用Java實現了Peterson算法。

public class Mutex {
    private int turn;
    private boolean[] interested = new boolean[2];
    
    public void enterRegion(int id) {
        int other = 1 - id;
        interested[id] = true;
        turn = id;
        while (turn == id && interested[other]){
        }
    }
    
    public void leaveRegion(int id) {
        interested[id] = false;
    }
}

測試代碼以下：

public class Peterson {

    public static final Mutex m = new Mutex();
    public static void main(String[] args) {
        call(0);
        call(1);
    }
    
    public static void call(int i) {
        new Thread(()->{
            while (true) {
                m.enterRegion(i);
                System.out.print("thead "+i+" start a job............");
                System.out.println("thead "+i+" finish a job");
                m.leaveRegion(i);
            }
        }).start();
    }

}

預期結果是終端交替不斷的輸出

thead 0 start a job............thead 0 finish a job
thead 1 start a job............thead 1 finish a job

事實是，程序陷入死鎖，終中止輸出內容。

緣由

turn = id;
while (turn == id && interested[other]){
}

因爲處理器爲了提升處理速度，不直接和內存進行通信，而是先將系統內存的數據讀到內部緩存（L1,L2或其餘）後再進行操做，上面代碼中turn=id在一個線程執行後，只是改變了緩存中的內容，這對另外一個線程是不可見的。 當兩條線程同時執行的這一語句，各自將turn修改成本身的id，然後在while循環中陷入等待。

解決辦法

在聲明字段turn時，使用volaite修飾，強制要求JVM保證變量在線程工做內存和主存之間一致性。