Java 线程如何查看安全初始化对象的过期引用

我一直试图弄清楚，安全发布的不可变对象是如何通过过时引用被观察到的

public final class Helper {
private final int n;

  public Helper(int n) {
    this.n = n;
  }
} 

class Foo {
  private Helper helper;

  public Helper getHelper() {
    return helper;
  }

  public void setHelper(int num) {
    helper = new Helper(num);
  }
} 

到目前为止，我可以理解Helper是不可变的，可以安全地发布。读取线程要么读取null对象，要么读取完全初始化的Helper对象，因为它在完全构造之前不可用。解决方案是将volatile放在我不理解的Foo类中。

引用自

这意味着，如果两个线程同时更新同一对象的一个变量，并且该变量未声明为volatile，则可能存在这样的情况：其中一个线程的缓存中有一个旧值

根据您的代码，可能会发生以下情况：

• 线程1调用getHelper（）并获取null
• 线程2调用getHelper（）并获取null
• 线程1调用setHelper（42）
• 线程2调用setHelper（24）

在这种情况下，您的问题在于哪个线程将使用哪个Helper对象。关键字

volatile

至少可以解决缓存问题

引用

这意味着，如果两个线程同时更新同一对象的一个变量，并且该变量未声明为volatile，则可能存在这样的情况：其中一个线程的缓存中有一个旧值

根据您的代码，可能会发生以下情况：

• 线程1调用getHelper（）并获取null
• 线程2调用getHelper（）并获取null
• 线程1调用setHelper（42）
• 线程2调用setHelper（24）

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在这种情况下，您的问题在于哪个线程将使用哪个Helper对象。关键字

volatile

至少可以解决缓存问题

多个线程同时读取变量

helper

。至少，您必须使其

易失性

，否则编译器将开始将其缓存在线程的本地寄存器中，并且对变量的任何更新可能不会反映在主内存中。使用

volatile

，当线程开始读取共享变量时，它将清除其缓存并从全局内存中获取新值。当它完成读取时，它会将缓存中的内容刷新到主内存中，以便其他线程可以获得更新的值。

多个线程同时读取变量

helper

。至少，您必须使其

易失性

，否则编译器将开始将其缓存在线程的本地寄存器中，并且对变量的任何更新可能不会反映在主内存中。使用

volatile

，当线程开始读取共享变量时，它将清除其缓存并从全局内存中获取新值。当它完成读取时，它会将缓存中的内容刷新到主内存中，以便其他线程可以获得更新的值。

发布对不可变对象的引用这一事实与此无关

如果您正在从多个线程读取引用的值，那么如果您关心使用最新值的所有线程，则需要确保写入发生在读取之前

before是语言规范中精确定义的术语，特别是关于Java内存模型的部分，它允许线程进行优化，例如，不总是更新主内存中的内容（速度很慢），而是将它们保存在本地缓存中（这要快得多，但可能会导致线程对“同一”变量持有不同的值）。之前发生的是一种关系，它可以帮助您推断在使用这些优化时多个线程如何交互

除非您确实创建了“发生在之前”关系，否则无法保证您会看到最新的值。在您显示的代码中，

helper

的写入和读取之间没有这种关系，因此您的线程不能保证看到

helper

的“新”值。它们可能会看到，但可能不会

确保写入发生在读取之前的最简单方法是使

helper

成员变量

final

：确保写入

final

字段的值发生在构造函数结束之前，因此所有线程始终看到字段的正确值（前提是

此

未在构造函数中泄漏）

显然，将其设置为最终版并不是一个选项，因为您有一个setter。因此您必须采用其他机制

从表面上看代码，最简单的选择是使用（最终）

AtomicInteger

而不是

Helper

类：写入

AtomicInteger

肯定会在后续读取之前发生。但我想实际的Helper类可能更复杂

所以，你必须在建立关系之前先建立这种关系。实现这种关系的三种机制是：

• 使用

  AtomicReference

  ：这与

  AtomicInteger

  具有类似的语义，但允许您存储引用类型的值。（感谢您指出这一点，@Thilo）
• 使字段

  易失性

  ：这保证了最近写入的值的可见性，因为它会导致写入刷新到主存（而不是从线程缓存读取），并从主存读取。它有效地阻止JVM进行此特定优化
• 访问同步块中的字段。最简单的方法是同步getter和setter方法。重要的是，您不应该在

  helper

  上同步，因为此字段正在更改

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发布对不可变对象的引用这一事实与此无关
如果您正在从多个线程读取引用的值，那么如果您关心所有线程使用最多的