問題

Peterson算法是一個實現互斥鎖的並發程序設計算法，可以控制兩個線程訪問一個共享的單用戶資源而不發生訪問沖突。
參照《現代操作系統》，用Java實現了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;
    }
}
 

測試代碼如下：

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();
    }

}
 

預期結果是終端交替不斷的輸出

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

事實是，程序陷入死鎖，終停止輸出內容。

原因

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

由於處理器為了提高處理速度，不直接和內存進行通訊，而是先將系統內存的數據讀到內部緩存（L1,L2或其他）後再進行操作，上面代碼中turn=id在一個線程執行後，只是改變了緩存中的內容，這對另一個線程是不可見的。

解決辦法

在聲明字段turn時，使用volaite修飾，強制要求JVM保證變量在線程工作內存和主存之間一致性。

Java多線程之volatile