Question

以下示例来自Brian Goetz，第3章，第3.5.1节中的“Java Concurrency in Practice”一书。这是不正确的对象发布的一个例子

class someClass {
    public Holder holder;

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

public class Holder {
  private int n;
  public Holder(int n) { this.n = n; }

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

它表示Holder可能出现在另一个处于不一致状态的线程中，而另一个线程可以观察到部分构造的对象。怎么会发生这种情况？你能用上面的例子给出一个场景吗？

此外，它继续说有些情况是线程在第一次读取字段时可能会看到陈旧值，然后在下次再看到更新的值，这就是assertSanity可以抛出断言错误的原因。如何抛出assertionError？

从进一步阅读，解决这个问题的一种方法是通过使变量'n'最终使Holder不可变。现在，让我们假设持有人不是无法忍受的，而是有效的不可改变的。为了安全地发布这个对象，我们是否必须使holder初始化为静态并将其声明为volatile（静态初始化和volatile或者只是volatile）？像

这样的东西

public class someClass {
    public static volatile Holder holder = new Holder(42);

}

提前感谢您的帮助。

Answer 1

你可以想象一个对象的创建有许多非原子功能。首先，您要初始化并发布Holder。但是您还需要初始化所有私有成员字段并发布它们。

在holder中写holder字段之前，JMM没有编写和发布initialie()成员字段的规则。这意味着即使holder不为null，成员字段对其他线程仍然不可见是合法的。

你最终可能会看到类似

的内容

public class Holder{
    String someString = "foo";
    int someInt = 10;
}

holder可能不为null，但someString可能为null，someInt可能为0.

在x86拱门下，据我所知，这是不可能发生的，但在其他情况下可能并非如此。

所以下一个问题可能是Why does volatile fix this? JMM说在volatile列表之前发生的所有写操作都对volatile字段的所有后续线程都可见。

因此，如果holder是易变的，并且您看到holder不为空，则根据易变规则，所有字段都将被初始化。

为了安全地发布此对象，我们是否必须制作持有者初始化静态并将其声明为volatile

是的，因为正如我所提到的，holder变量不是null，那么所有的写入都是可见的。

如何抛出assertionError？

如果一个帖子注意到holder不为空，并在输入方法时调用assertionError并且第一次阅读n可能是0（默认值），n的第二次读取现在可以看到第一个帖子的写入。

Answer 2

public class Holder {
  private int n;
  public Holder(int n) { this.n = n; }

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

假设一个线程创建了Holder的实例，并将引用传递给另一个调用assertSanity的线程。

构造函数中this.n的赋值发生在一个线程中。并且在另一个线程中发生了两次n的读取。这里唯一发生的关系是两次读取之间的关系。没有发生过涉及任务和任何阅读的关系。

没有任何发生在之前的关系，语句可以以各种方式重新排序，因此从一个线程的角度来看，this.n = n可以在构造函数返回后发生。

这意味着在第一次读取之后和第二次读取之前，赋值可能出现在第二个线程中，从而导致值不一致。可以通过使n final来防止，这可以保证在构造函数完成之前分配值。

Answer 3

您询问的问题是由JVM优化和简单对象创建引起的：

MyClass obj = new MyClass()

并不总是按步骤完成：

为堆上的MyClass新实例保留内存
执行构造函数以设置内部属性值
在堆上设置'obj'对地址的引用

出于某些优化目的，JVM可以通过以下步骤完成：

为堆上的MyClass新实例保留内存
在堆上设置'obj'对地址的引用
执行构造函数以设置内部属性值

因此，想象一下两个线程是否想要访问MyClass对象。第一个创建它但由于JVM它执行'优化'步骤集。如果它只执行步骤1和2（但不会执行3），那么我们就会遇到严重的问题。如果第二个线程使用这个对象（它不会为null，因为它已经指向堆上的内存的保留部分），它的属性将是不正确的，这可能导致令人讨厌的事情。

如果引用不稳定，则不会发生这种优化。

Answer 4

Holder类没问题，但是类someClass可能会出现不一致状态 - 在创建和调用initialize()之间holder实例变量为{{ 1}}。

Java Object Reference的发布不正确

4 个答案: