Question

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实例的明显线程安全隐患外，该书还声称可能会出现发布问题。

此外，对于Holder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？我能想到的唯一方法就是允许这种荒谬的行为，如果Holder构造函数不会被阻塞，那么在构造函数代码仍在另一个线程中运行时，将为该实例创建一个引用。

这可能吗？

Answer 1

这可能是因为Java具有弱内存模型。它不保证读写顺序。

可以使用以下代表两个线程的两个代码片段来重现此特定问题。

主题1：

someStaticVariable = new Holder(42);

主题2：

someStaticVariable.assertSanity(); // can throw

从表面上看，似乎不可能发生这种情况。为了理解为什么会发生这种情况，您必须超越Java语法并进入更低级别。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：

Alloc memory to pointer1
在偏移0
将指针1写入someStaticVariable

因为Java具有弱内存模型，所以从线程2的角度来看，代码实际上可以按以下顺序实际执行：

Alloc Memory to pointer1
将指针1写入someStaticVariable
在偏移0

可怕？是的，但它可能发生。

这意味着线程2现在可以在assertSanity获得值42之前调用n。n值可能会在{{{}期间被读取两次1}}，一次在操作＃3完成之前和之后一次，因此看到两个不同的值并抛出异常。

修改

According to Jon Skeet，assertSanity migh仍然会出现Java 8，除非该字段是最终的。

Answer 2

使用的Java内存模型，以便在分配给对象中的变量之前，Holder引用的赋值可能会变得可见。

然而，从Java 5开始生效的最新内存模型使这变得不可能，至少对于最终字段：构造函数中的所有赋值“在发生之前”将对新对象的引用赋值给变量。有关详细信息，请参阅Java Language Specification section 17.4，但这是最相关的代码段：

一个对象被认为是它完全初始化了构造函数完成。一个线程只能看到对象的引用在那个对象完全之后初始化保证看到正确初始化的值对象的最终字段

所以你的例子仍然可能失败，因为n是非最终的，但是如果你让n成为最终的，那么它应该没问题。

当然是：

if (n != n)

肯定会因非最终变量而失败，假设JIT编译器没有优化它 - 如果操作是：

获取LHS：n

获取RHS：n

比较LHS和RHS

然后两个提取之间的值可能会发生变化。

Answer 3

好吧，在书中它说明了第一个代码块：

这里的问题不是持有人类本身，但持有人是没有正确发表。然而，持有人可以免于不当通过声明n字段来发布最后，这将使持有人不可改变的;见第3.5.2节

对于第二个代码块：

因为未使用同步使持有人对其他人可见线程，我们说持有人不是正确发表。有两件事可以做错误发布不正确对象。其他线程可以看到一个持有人字段的陈旧价值，以及因此看到空引用或其他即使值有较旧值也是如此被置于持有人。但更糟糕的是，其他线程可以看到更新持有人参考的价值，但是状态的陈旧值保持器。[16]使事情变得更少可预测的，一个线程可能会看到陈旧值第一次读取字段时的值然后是一个更新的价值下一次，这就是assertSanity的原因可以抛出AssertionError。

我认为JaredPar在他的评论中已经明确表达了这一点。

（注意：不在这里寻找投票 - 答案允许提供比评论更详细的信息。）

Answer 4

基本问题是如果没有正确的同步，对内存的写入可能会在不同的线程中显示。经典的例子：

a = 1;
b = 2;

如果你在一个线程上执行该操作，第二个线程可能会在a设置为1之前将b设置为2.此外，在第二个线程看到其中一个变量之间可能存在无限的时间量更新，其他变量正在更新。

Answer 5

如果你假设声明

，从一个理智的角度来看这个

if(n != n)

是原子的（我认为这是合理的，但我不确定），然后断言异常永远不会抛出。

Answer 6

此示例位于“对包含最终字段的对象的引用未逃脱构造函数”

使用new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）足够的空间来保存在Holder及其超类中声明的所有实例变量。
其次，虚拟机会将所有实例变量初始化为其默认初始值。 3.c第三，虚拟机将调用Holder类中的方法。

请参阅以上内容：http://www.artima.com/designtechniques/initializationP.html

假设：第一个线程从上午10点开始，它通过调用新的Holer（42）来调用Holder对象的instatied， 1）Java虚拟机首先将在堆上分配（至少）足够的空间来保存在Holder及其超类中声明的所有实例变量。 - 这将是10点01分 2）其次，虚拟机将所有实例变量初始化为其默认初始值 - 它将在10:02时间开始 3）第三，虚拟机将调用Holder类中的方法.--它将在10点04分开始

现在Thread2开始于 - ＆gt; 10:02:01时间，它将调用assertSanity（）10:03，到那时n初始化为默认值零，第二个线程读取过时数据。

//不安全的出版物公众持有人;

如果您公开最终持有人将解决此问题

或

private int n;如果你做私人决赛int n;将解决这个问题。

请参阅：http://www.cs.umd.edu/~pugh/java/memoryModel/jsr-133-faq.html在新JMM下最终字段如何工作的部分下？

Answer 7

我也对这个例子感到非常困惑。我找到了一个彻底解释该主题的网站，读者可能会觉得有用： https://www.securecoding.cert.org/confluence/display/java/TSM03-J.+Do+not+publish+partially+initialized+objects

编辑：链接中的相关文字说：

JMM允许编译器为新Helper分配内存对象并将该内存的引用分配给辅助字段在初始化新的Helper对象之前。换句话说，编译器可以重写对helper实例字段的写入和写入初始化Helper对象（即this.n = n）以便这样做前者首先出现。这可能会暴露一个竞赛窗口其他线程可以观察到部分初始化的Helper对象实例

不是线程安全的对象发布

7 个答案: