Java多线程之volatile

问题

Peterson算法是一个实现互斥锁的并发程序设计算法，能够控制两个线程访问一个共享的单用户资源而不发生访问冲突。 参照《现代操做系统》，用Java实现了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;
    }
}

测试代码以下：

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();
    }

}

预期结果是终端交替不断的输出

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

事实是，程序陷入死锁，终中止输出内容。

缘由

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

因为处理器为了提升处理速度，不直接和内存进行通信，而是先将系统内存的数据读到内部缓存（L1,L2或其余）后再进行操做，上面代码中turn=id在一个线程执行后，只是改变了缓存中的内容，这对另外一个线程是不可见的。 当两条线程同时执行的这一语句，各自将turn修改成本身的id，然后在while循环中陷入等待。

解决办法

在声明字段turn时，使用volaite修饰，强制要求JVM保证变量在线程工做内存和主存之间一致性。