Happens-Before Consistency は、マルチスレッド Java アプリケーションでデータの一貫性をどのように保証しますか?

Happens-Before 一貫性

Java では、Happens-Before 関係により、異なるスレッドでのアクションが発生する順序が定義されます。アクションのセットは、そのセット内の読み取りアクションが論理的にその後または同時に発生する書き込みアクションを認識しない場合、前発生一貫性があります。

定義の解釈

この定義は次のように解釈されます:「... ... も ... でもない場合です。」:

• どちらでもない.. . : hb(r, W(r))

  • この条件は、書き込み (W(r)) の前に読み取り (r) が発生しないことを保証します。

• Nor... : A には次のような書き込み w が存在します:

  • w.v = r.v
  • hb(W(r), w)
  • hb(w, r)
  • この条件は、後のエラーにより読み取りで古い値が検出される状況を防ぎます。 write とアクションの並べ替え。

例: スレッドの実行

指定された例:

• 左側の数字は、各スレッドの実行順序を示します。
• 最初の実行順序では、A と B は揮発性フィールドではないため、両方のスレッドで初期書き込み 0 が表示されます。
• 2 番目の実行順序では、読み取りは書き込み値 (A = 2、B = 1) を正しい順序で観察するため、発生前一貫性が保たれます。

現実世界の状況

はい、読み取りから後で発生する書き込み (古い値) が見える状況は、実際のプログラミングでも存在する可能性があります。以下に例を示します。

1 つのスレッドが共有リソースにデータを書き込み、他のスレッドがそこから読み取るマルチスレッド アプリケーションを想像してください。適切な同期メカニズムがないと、書き込みスレッドが書き込みを完了する前に読み取りスレッドが実行される可能性があります。これにより、リーダー スレッドに古い値が表示される可能性があります。

そのような状況の防止:

揮発性フィールドにより、読み取りと書き込みが一貫した順序で行われ、すべてのスレッドが参照できるようになります。同じ値です。これは、揮発性読み取りによって CPU がメイン メモリにアクセスし、不整合を引き起こす可能性のあるキャッシュ メカニズムがバイパスされるためです。

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