Question

我想确保根据Java内存模型正确理解'有效不可变对象'的行为。

假设我们有一个可变类，我们希望将其发布为有效的不可变类：

class Outworld {
  // This MAY be accessed by multiple threads
  public static volatile MutableLong published;
}

// This class is mutable
class MutableLong {
  private long value;

  public MutableLong(long value) {
    this.value = value;
  }

  public void increment() {
    value++;
  }

  public long get() {
    return value;
  }
}

我们执行以下操作：

// Create a mutable object and modify it
MutableLong val = new MutableLong(1);
val.increment();
val.increment();
// No more modifications
// UPDATED: Let's say for this example we are completely sure
//          that no one will ever call increment() since now

// Publish it safely and consider Effectively Immutable
Outworld.published = val;

问题是： Java内存模型是否保证所有线程都必须有Outworld.published.get() == 3？

根据 Java Concurrency In Practice ，这应该是真的，但如果我错了，请纠正我。

3.5.3。安全出版习语

安全地发布对象，包括对象的引用和   必须同时使对象的状态对其他线程可见。   正确构造的物体可以通过以下方式安全地发布：
   - 从静态初始化程序初始化对象引用;
   - 将对它的引用存储到易失性字段或AtomicReference中;
   - 将对它的引用存储到正确构造的对象的最终字段中;或
   - 将对它的引用存储到由锁正确保护的字段中。

3.5.4。有效不可变的对象

安全发布有效的不可变对象可以安全使用   没有额外同步的任何线程。

Answer 1

是。在MutableLong之后，写入操作之后是happens-before关系（在volatile上）。

（一个线程可能会读取Outworld.published并将其传递给另一个线程，不安全。理论上，这可以看到早期的状态。在实践中，我看不到它发生。）

Answer 2

Java内存模型必须满足几个条件才能保证Outworld.published.get() == 3：

您发布的代码片段创建并增加MutableLong，然后设置Outworld.published字段，必须与可见性之间脚步。实现这一目标的一种方法是让所有代码在单个线程中运行 - 保证“ as-if-serial semantics ”。我认为这是你的意图，但认为值得指出。
读取Outworld.published必须在语法中发生发生。一个例子可能是让同一个线程执行Outworld.published = val; 然后启动其他可以读取值的线程。这将保证“就像串行”语义一样，防止在赋值之前重新排序读取。

如果您能够提供这些保证，那么JMM将保证所有线程都看到Outworld.published.get() == 3。

但是，如果您对该领域的一般项目设计建议感兴趣，请继续阅读。

为了保证没有其他线程永远看到Outworld.published.get()的不同值，您（开发人员）必须保证您的程序不会以任何方式修改该值。随后执行Outworld.published = differentVal;或Outworld.published.increment();。虽然可以保证，但如果您设计代码以避免可变对象，并使用静态非最终字段作为多个线程的全局访问点，则可以更容易：

而不是发布MutableLong，将相关值复制到不同类的新实例中，其状态无法修改。例如：介绍课程ImmutableLong，该课程在构建时将value分配给final字段，并且没有increment()方法。

而不是多个线程访问静态非final字段，将对象作为参数传递给Callable / Runnable实现。这将防止一个流氓线程重新分配值并干扰其他线程的可能性，并且比静态字段重新分配更容易推理。（诚然，如果你正在处理遗留代码，说起来容易做起来难。）

Answer 3

问题是：Java内存模型是否保证所有线程必须有Outworld.published.get（）== 3？

简短回答是no。因为其他线程可能在读取之前访问Outworld.published。

在执行Outworld.published = val;之后，在val没有进行任何其他修改的情况下 - 是 - 它始终为3。

但是如果任何线程执行val.increment，那么其他线程的值可能会有所不同。

有效不可变对象

3 个答案: