Happens-Before Consistency 如何保证多线程 Java 应用程序中的数据一致性？

Happens-Before 一致性

在 Java 中，happens-before 关系定义了不同线程中操作发生的顺序。如果一组操作中没有读取操作看到逻辑上在其之后或与其同时发生的写入操作，则该操作集发生前一致。

定义的解释

您的理解是正确的，定义翻译为：“...情况既不是...也不是...”：

• 两者都不是.. . : hb(r, W(r))

  • 此条件确保读取 (r) 不会在它看到的写入 (W(r)) 之前发生。

• 也... : A 中存在一个写入 w 使得：

  • w.v = r.v
  • hb(W(r), w)
  • hb(w, r)
  • 此条件可防止读取由于稍后的值而看到陈旧值的情况写入并重新排序操作。

示例：线程执行

在给定的示例中：

• 左边的数字表示每个线程中的执行顺序。
• 在第一个执行顺序中，两个线程看到 A 和 B 的初始写入均为 0，因为它们不是易失性字段。
• 在第二个执行顺序中，读取以正确的顺序观察写入值（A = 2，B = 1），使其发生之前一致。

真实情况

是的，读取可以看到稍后发生的写入（过时值）的情况确实存在于现实世界的编程中。下面是一个示例：

想象一个多线程应用程序，其中一个线程将数据写入共享资源，其他线程从中读取数据。如果没有适当的同步机制，读取器线程可能会在写入器线程完成写入之前执行。这可能会导致读取器线程看到过时的值。

防止此类情况：

易失性字段确保读取和写入以一致的顺序发生，并且所有线程都看到相同的值。这是因为易失性读取会强制 CPU 访问主内存，从而绕过任何可能导致不一致的缓存机制。

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