Question

当我阅读维基百科有关Double Checked Locking成语的文章时，我对其实施感到困惑：

public class FinalWrapper<T> {
    public final T value;
    public FinalWrapper(T value) { 
        this.value = value; 
    }
} 
public class Foo {
    private FinalWrapper<Helper> helperWrapper = null;

    public Helper getHelper() {
        FinalWrapper<Helper> wrapper = helperWrapper;

        if (wrapper == null) {
            synchronized(this) {
                if (helperWrapper == null) {
                    helperWrapper = new FinalWrapper<Helper>(new Helper());
                }
                wrapper = helperWrapper;
            }
        }
        return wrapper.value;
    }
}

我根本不明白为什么我们需要创建包装器。这还不够吗？

if (helperWrapper == null) {
    synchronized(this) {
        if (helperWrapper == null) {
            helperWrapper = new FinalWrapper<Helper>(new Helper());
        }
    }
}

是否因为使用包装器可以加速初始化，因为包装器存储在堆栈中并且helperWrapper存储在堆中？

Answer 1

由于Java内存模型允许的读取重新排序，简单地使用helperWrapper进行空检查和返回语句可能会失败。

以下是示例方案：

第一个helperWrapper == null（racy read）测试评估为false，即helperWrapper不为null。
最后一行return helperWrapper.value（racy read）导致NullPointerException，即helperWrapper为null

这是怎么发生的？ Java内存模型允许对这两个有效读取进行重新排序，因为在读取之前没有屏障，即没有“之前发生”关系。（见String.hashCode example）

请注意，在您阅读helperWrapper.value之前，您必须隐式阅读helperWrapper引用本身。因此，完全实例化helperWrapper的final语义提供的保证不适用，因为当helperWrapper不为null时，仅适用。

Answer 2

这还不够吗？

if (helperWrapper == null) {
     synchronized(this) {
       if (helperWrapper == null) {
          helperWrapper = new FinalWrapper<Helper>(new Helper());
       }
     }
}

这还不够。

上面，首先检查helperWrapper == null是不是线程安全的。它可能会为某个线程“太早”返回false（看到非null实例），指向未完全构造的helperWrapper对象。

您提到的Wikipedia article，逐步解释了这个问题：

例如，请考虑以下事件序列：


线程A注意到该值未初始化，因此它获取锁定并开始初始化该值。

由于某些编程语言的语义，允许编译器生成的代码更新共享变量   在A完成之前指向部分构造的对象   执行初始化。

线程B注意到共享变量已初始化（或显示），并返回其值。因为线程B相信   值已经初始化，它不会获得锁定。如果B使用   在B看到A完成所有初始化之前的对象   （要么因为A还没有完成初始化，要么是因为某些原因   对象中的初始化值尚未渗透到   内存B使用（缓存一致性）），程序可能会崩溃。

注意上面提到的某些编程语言的语义正是Java 1.5及更高版本的语义。 Java内存模型（JSR-133）明确允许这样的行为 - 如果您感兴趣，可以在网上搜索更多详细信息。

是否因为使用包装器可以加速初始化，因为包装器存储在堆栈中并且helperWrapper存储在堆中？

不，上面不是原因。

原因是线程安全。同样，Java 1.5及更高版本的语义（如Java内存模型中所定义）保证任何线程都能够仅从包装器访问正确初始化的Helper实例，因为它是在构造函数中初始化的最终字段 - 请参阅{{3 }}

为什么这个双重检查锁使用单独的包装类实现？

2 个答案: