Question

我正在努力完成有效Java（第二版）的第71项“明智地使用懒惰初始化”。它建议使用双重检查成语来使用此代码对实例字段进行延迟初始化（第283页）：

private volatile FieldType field;
FieldType getField() {
    FieldType result = field;
    if (result == null) {  //First check (no locking)
        synchronized(this) {
            result = field;
            if (result == null)  //Second check (with locking)
                 field = result = computeFieldValue();
        }
     }
     return result;
}

所以，我实际上有几个问题：

为什么field上的volatile修饰符需要初始化发生在同步块中？本书提供了这个支持文本：“因为如果字段已经初始化，则没有锁定， critical 该字段被声明为volatile”。因此，在初始化字段的情况下，如果缺少其他同步，volatile是field上多个线程一致视图的唯一保证吗？如果是这样，为什么不同步getField（）或上述代码提供更好的性能？
该文本表明，不需要的局部变量result用于“确保field在已经初始化的常见情况下只读取一次”，从而改进性能。如果删除了result，那么在已经初始化field的常见情况下，如何多次阅读{{1}}？

Answer 1

为什么在字段上需要volatile修饰符，因为初始化发生在同步块中？

volatile是必要的，因为可能需要重新排序对象构造周围的指令。 Java内存模型声明实时编译器可以选择重新排序指令，以便在对象构造函数之外移动字段初始化。

这意味着thread-1可以初始化field内的synchronized，但该线程2可能会看到该对象未完全初始化。在将对象分配给field之前，不必初始化任何非最终字段。 volatile关键字可确保field在访问之前已完全初始化。

这是着名的"double check locking" bug。

的一个例子

如果删除了结果，在已经初始化的常见情况下，如何多次读取字段？

只要您访问volatile字段，就会导致内存屏障被越过。与访问普通字段相比，这可能是昂贵的。将volatile字段复制到局部变量是一种常见模式，如果要在同一方法中以任何方式多次访问它。

有关线程之间没有内存屏障的共享对象的危险的更多示例，请参阅我的答案：

About reference to object before object's constructor is finished

Answer 2

这是一个相当复杂但现在与编译器可以重新排列的事情有关基本上Double Checked Locking模式在Java中不起作用，除非变量是volatile。

这是因为，在某些情况下，编译器可以将变量分配给null以外的其他内容，然后对变量进行初始化并重新分配。另一个线程会看到变量不为null并尝试读取它 - 这可能会导致各种非常特殊的结果。

查看关于该主题的this其他SO问题。

Answer 3

好问题。

为什么在字段上需要volatile修饰符，因为初始化发生在同步块中？

如果没有同步，并且您分配给该共享全局字段，则不会保证会看到在构造该对象时发生的所有写入。例如，想象FieldType看起来像。

public class FieldType{
   Object obj = new Object();
   Object obj2 = new Object();
   public Object getObject(){return obj;}
   public Object getObject2(){return obj2;}
}

有可能getField()返回非空实例，但实例getObj()和getObj2()方法可以返回空值。这是因为没有同步，对这些字段的写入可以与对象的构造竞争。

这是如何用volatile修复的？在发生易失性写入之后，在易失性写入之前发生的所有写入都是可见的。

如果删除了结果，在已经初始化的常见情况下，如何多次读取字段？

在本地存储一次并在整个方法中读取可确保一个线程/进程本地存储和所有线程本地读取。你可以争论那些方面的过早优化，但我喜欢这种风格，因为如果你不这样做，你就不会遇到奇怪的重新排序问题。

'Effective Java'难题：为什么这个并发代码需要volatile？

3 个答案: