Comment la cohérence qui se produit avant garantit-elle l'ordre dans les environnements multithread ?

Comprendre la cohérence avant la cohérence

Au chapitre 17 de la spécification du langage Java (JLS), le concept de cohérence avant la cohérence est introduit . En termes simples, un ensemble d'actions A est cohérent avant si aucune action de lecture dans A ne voit une action d'écriture qui se produit après elle, ou s'il existe une autre action d'écriture dans A qui entre en conflit avec l'action de lecture.

Comprendre la définition

La définition de la cohérence qui se produit avant peut être interprétée comme suit : il n'est pas possible que (a) une action de lecture voie une action d'écriture qui se produit après elle, ou (b) il existe une autre action d'écriture dans le même thread qui écrit dans la même variable que l'action de lecture, et l'action d'écriture se produit avant l'action de lecture.

Un exemple de cohérence qui se produit avant est illustré dans le deuxième ordre d'exécution que vous avez fourni :

r2 = A;  // sees write of A = 2
r1 = B;  // sees write of B = 1
B = 1;
A = 2;

Dans ce cas, r2 voit l'écriture sur A qui a été effectuée précédemment, et r1 voit l'écriture sur B. Par conséquent, cet ordre d'exécution est cohérent.

Implications dans les applications du monde réel

Dans les environnements multithread, la cohérence se produit avant garantit que les threads voient les écritures effectuées par d'autres threads dans le bon ordre. Cependant, il peut y avoir des situations dans lesquelles les lectures voient les écritures se produire plus tard, ce que l'on appelle la réorganisation. Cela peut se produire en raison d'optimisations de mémoire ou de caches matériels, qui peuvent stocker temporairement des données dans des registres privés.

Un exemple de réorganisation est lorsqu'un thread a écrit dans une variable mais que la nouvelle valeur n'est pas visible par les autres threads car il est toujours stocké dans un registre privé. Cela peut entraîner un comportement inattendu et des conditions de concurrence critique si la variable affectée est partagée entre les threads.

Pour éviter la réorganisation, des champs volatiles peuvent être utilisés. Les champs volatiles garantissent que les lectures et les écritures sont effectuées dans un ordre cohérent et que tous les threads voient la même valeur. Ceci est réalisé en forçant les lectures et les écritures à accéder à la mémoire partagée plutôt qu'aux registres privés.

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