Java 非线程安全对象发布

阅读“实践中的Java并发”，第3.5节中有这一部分：

public Holder holder;
public void initialize() {
     holder = new Holder(42);
}

除了创建两个

Holder

实例这一明显的线程安全隐患外，该书还声称可能会出现出版问题

此外，对于

持有者

类，例如

public Holder {
    int n;
    public Holder(int n) { this.n = n };
    public void assertSanity() {
        if(n != n)
             throw new AssertionError("This statement is false.");
    }
}

可以抛出

AssertionError

这怎么可能？我能想到的唯一允许这种荒谬行为的方法是，如果

Holder

构造函数没有阻塞，那么当构造函数代码仍然在不同的线程中运行时，就会创建对实例的引用

这是可能的吗？

Java内存模型过去是这样的：对

持有者

引用的赋值可能在对对象中的变量赋值之前变得可见

然而，从Java5开始生效的较新的内存模型使得这一点变得不可能，至少对于最终字段是这样的：构造函数中的所有赋值“发生在”将对新对象的引用赋值给变量之前。有关更多详细信息，请参阅，但以下是最相关的代码片段：

一个对象被认为是 当其 建造师完成。一根线 只能看到对对象的引用 在那个物体被完全摧毁之后 初始化后，保证可以看到 已正确初始化该文件的值 对象的最终字段

因此，您的示例仍然可能失败，因为

n

不是final，但如果您将

n

设为final，则应该可以

当然:

if (n != n)

如果JIT编译器没有对其进行优化，那么非最终变量肯定会失败-如果操作是：

• 取左：n
• 取RHS:n
• 比较LHS和RHS

---

然后，值可以在两次获取之间更改。

之所以可能，是因为Java的内存模型很弱。它不保证读取和写入的顺序

这个特殊的问题可以通过以下两个代表两个线程的代码片段重现

线程1：

someStaticVariable = new Holder(42);

线程2：

someStaticVariable.assertSanity(); // can throw

从表面上看，这似乎不可能发生。为了理解为什么会发生这种情况，您必须超越Java语法，深入到一个更低的层次。如果查看线程1的代码，它基本上可以分解为一系列内存写入和分配：

将内存分配到指针1

将42写入偏移量0处的指针1

将指针1写入someStaticVariable

因为Java的内存模型很弱，所以从线程2的角度来看，代码完全有可能按照以下顺序执行：

将内存分配到指针1

将指针1写入someStaticVariable

将42写入偏移量0处的指针1

吓人？是的，但这是可能发生的

这意味着线程2现在可以在

n

获得值42之前调用

assertSanity

。值

n

可以在

assertSanity

期间读取两次，在操作#3完成之前读取一次，在操作完成之后读取一次，因此可以看到两个不同的值并引发异常

编辑

---

除非字段是最终字段，否则，

AssertionError

可能仍然会出现。

如果您假设语句

如果（n！=n）

---

是原子的（我认为这是合理的，但我不确定），那么断言异常永远不会被抛出。

基本问题是，如果没有适当的同步，写入内存的内容可能会在不同的线程中表现出来。经典的例子是：

a = 1;
b = 2;

---

如果在一个线程上执行此操作，则第二个线程可能会在a设置为1之前看到b设置为2。此外，在第二个线程看到其中一个变量被更新和另一个变量被更新之间，可能存在无限的时间量。

在书中，它为第一个代码块声明：

这里的问题不在于支架 类本身，但持有者是 没有适当出版。然而， 可以使支架免受不适当的损坏 通过声明n字段进行发布 最后，这将使持有人 不变的见第3.5.2节

对于第二个代码块：

因为没有使用同步 使支架对其他人可见 线程，我们说的持有人不是 适当出版。有两件事可以做 错误与不当出版 物体。其他线程可以看到 holder字段的过时值，以及 因此，可以看到空引用或其他引用 旧值，即使某个值具有 被放在支架上。但更糟糕的是， 其他线程可能会看到最新消息 持有人参考值，但 服务器状态的过时值 持有人[16]使事情变得更糟 可以预见，线程可能会看到过时的 第一次读取字段时的值 然后是一个更为最新的值 下一次，这就是为什么assertSanity 可以抛出断言错误

我认为JaredPar在他的评论中已经非常明确地表达了这一点

（注意：此处不寻求投票——答案允许提供比注释更详细的信息。）

此示例位于“对包含最终字段的对象的引用未逃逸构造函数”下

当使用新运算符实例化新的Holder对象时

Java虚拟机首先将在堆上分配（至少）足够的空间来容纳Holder及其超类中声明的所有实例变量

其次，虚拟机将把所有实例变量初始化为它们的默认初始值。 3.c第三，虚拟机将调用Holder类中的方法 请参阅上文：

假设：第一个线程从上午10:00开始，它通过调用new Holer（42）调用instatied Holder对象， 1） Java虚拟mac