Java多线程共享Request状态 移除打印语句后循环无法退出问题排查

你遇到的是Java内存模型（JMM）定义的共享变量可见性问题：

• Java中每个线程都有独立的工作内存，默认会把用到的共享变量缓存到工作内存中，不会每次都主动去主内存读取最新值。
• System.out.println 是被synchronized修饰的同步方法，执行时会触发内存屏障，强制线程清空工作内存的缓存，从主内存读取最新的变量值，所以保留调试打印时可以正常读取到更新后的status。
• 去掉打印语句后，JIT编译器会认为循环里没有修改status的操作，直接优化为只读取一次status的值并复用缓存，导致永远读不到其他线程修改的最新状态，循环无法终止。

1. 快速修复可见性问题 #

给RequestHandler类的status字段添加volatile修饰：

private volatile RequestStatus status = RequestStatus.NEW;

volatile会禁止JIT做指令重排优化，同时强制每次读取status都从主内存获取，写入时也直接同步到主内存，保证多线程之间的状态可见性。
也可以选择给getStatus()和setStatus()方法加synchronized修饰，同步方法同样会触发内存屏障保证可见性。

2. 优化自旋等待逻辑 #

你当前用的空自旋等待会大量浪费CPU资源，建议用CountDownLatch实现阻塞等待：
修改RequestHandler类，新增CountDownLatch成员：

private CountDownLatch finishLatch = new CountDownLatch(1);

在setStatus方法中状态变为SUCCESSFUL/FAILED时调用finishLatch.countDown()；
logIn方法里的循环改为直接等待：

public User logIn(String name){
    System.out.println("!Log in");
    RequestHandler<User> request = new RequestHandler<>("logIn", name, out, results);
    requestQueue.addLast(request);
    try {
        request.getFinishLatch().await();
    } catch (InterruptedException e) {
        Thread.currentThread().interrupt();
        return null;
    }
    if (request.getStatus() == RequestStatus.SUCCESSFUL) {
        return request.result();
    }
    return null;
}

3. 其他并发问题修复 #

• 你当前用LinkedList作为请求队列，它不是线程安全的，多线程同时读写会出现并发异常，建议替换为ConcurrentLinkedQueue或者LinkedBlockingQueue。
• request()方法里的while(!results.containsKey(commend)){}空自旋也存在同样的可见性和CPU浪费问题，也可以用CountDownLatch或者阻塞队列的特性优化。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Apsik