Kotlin协程多线程调度器下局部变量线程安全与可见性问题咨询

结论 #

这段代码是线程安全的，变量可见性由Kotlin协程调度机制和Java内存模型（JMM）的先行发生（happen-before）规则共同保证。

原理说明 #

• 单协程的串行执行特性
  你通过launch启动的是单个协程，无论底层线程池有多少可用线程，同一时间该协程的代码只会在一个线程上执行。yield()仅会主动让出当前占用的线程，让调度器将当前协程挂起，后续再调度到任意空闲线程上恢复执行，全程不会出现同一段协程逻辑并行执行的情况，天然不存在竞态条件。
• Executor的happen-before规则保障可见性
  你使用的Executors.newFixedThreadPool()属于JDK的ThreadPoolExecutor实现，JMM明确规定：提交到Executor的任务执行前，提交任务动作之前的所有操作都对该任务可见。
  协程挂起后恢复的本质，就是调度器把协程的续体（Continuation，即协程暂停后要继续执行的代码块）作为新任务提交给线程池。前一次协程挂起前对变量x的修改，一定先行发生于后续续体在新线程上的执行操作，因此新线程必然能读取到最新的x值，不存在可见性问题。
• 协程状态机实现兜底
  Kotlin协程会将挂起代码块编译为状态机结构，你代码中的局部变量x、threads都会被提升为对应续体类的成员变量，每次恢复执行时直接操作该成员变量的值，配合前述happen-before规则，完全不会出现跨线程更新不可见的问题。

补充 #

只有当多个协程同时修改同一个共享外部变量时，才需要额外通过锁、原子类等方式保证线程安全。单个协程内部的逻辑，即使跨多线程调度，也默认是线程安全的，不需要额外处理。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Val