Java删除synchronized后指定语句不打印、循环加println可打印的原因咨询

问题底层原理 #

这个现象完全是Java内存模型（JMM）的可见性规则和即时编译器（JIT）优化共同作用的结果，分两种场景逐一解释：

1. 删除get/set方法的synchronized修饰符后程序卡住的原因 #

Java内存模型规定，所有共享变量都存储在主内存中，每个线程有自己独立的工作内存（对应CPU缓存、寄存器），线程对变量的读写都只会操作自己工作内存中的副本，默认不会主动和主内存同步。
而synchronized同步锁有明确的happen-before规则：对同一个锁的解锁操作，一定先行发生于后续对这个锁的加锁操作。这个规则的实现层面，就是解锁时会把工作内存中所有修改的共享变量刷回主内存，加锁时会清空工作内存中对应共享变量的缓存，强制从主内存拉取最新值。
你删除了两个方法的synchronized之后，started是普通的静态变量，没有任何同步机制保证它的可见性：

• 子线程修改started = true后，修改只会存在子线程的工作内存中，不会立刻刷回主内存
• 同时主线程的while循环里，JIT编译器会做激进优化：由于它检测不到started变量会被当前线程修改，也没有同步机制说明其他线程会修改它，所以直接把!getStarted()优化为常量true，循环变成永久死循环，自然永远不会执行后面的打印语句。

2. 循环内添加打印语句后程序能正常退出的原因 #

System.out是PrintStream类的实例，它的所有println方法内部都自带synchronized同步，源码示例如下：

public void println(int x) {
    synchronized (this) {
        print(x);
        newLine();
    }
}

只要你在循环里调用了println方法，就会触发两个效果：

• 进入synchronized块时，JVM会强制清空当前线程工作内存中的共享变量缓存，下次读started时会主动从主内存拉取最新值，就能拿到子线程修改后的true
• JIT编译器无法判断synchronized块内部会不会修改started变量，所以不会做之前的常量提升优化，每次循环都会重新读取started的值判断循环条件
  所以循环就能正常退出，打印后续内容。

正确的修复方案 #

要在不依赖打印语句的前提下保证程序逻辑正确，只需要做任意一种修改即可：

• 给static boolean started添加volatile修饰符，volatile会禁止JIT对变量做指令重排和常量提升，同时要求每次读都从主内存拉取、每次写都立刻刷回主内存，直接保证可见性
• 保留get/set方法的synchronized修饰符，依赖同步锁的happen-before规则保证可见性

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Rafael_Kuai