資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：在構(gòu)建一個(gè)對(duì)象的過程中，更要考慮到多線程間共享數(shù)據(jù)的一致性問題，否則很可能會(huì)發(fā)生一個(gè)在線程中構(gòu)建完整的對(duì)象，在線程中看到的卻只被構(gòu)建了一部分。例如下面的代碼上面的代碼本意是想實(shí)現(xiàn)一個(gè)單例模式，但在多線程環(huán)境下，這個(gè)單例模式將很容易被打破。
在上一篇文章《從Java多線程可見性談Happens-Before原則》中，我們?cè)敿?xì)討論了在并發(fā)編程中Happens-Before原則對(duì)多線程共享變量的重要性。要想確保讓一個(gè)線程對(duì)共享變量的修改能被其它線程感知到，就必須讓兩個(gè)線程中的操作滿足Happens-Before原則。
在構(gòu)建一個(gè)對(duì)象的過程中，更要考慮到多線程間共享數(shù)據(jù)的一致性問題，否則很可能會(huì)發(fā)生一個(gè)在A線程中構(gòu)建完整的對(duì)象，在B線程中看到的卻只被構(gòu)建了一部分。例如下面的代碼：
public class UnsafeLazyInitialization {
private static Resource resource;
public static Resource getInstance() {
if(resource == null) {
resource = new Resource();
}
return resource;
}
}
上面的代碼本意是想實(shí)現(xiàn)一個(gè)單例模式，但在多線程環(huán)境下，這個(gè)單例模式將很容易被打破。
首先，resource是一個(gè)普通變量，當(dāng)一個(gè)線程更新resource變量的值時(shí)，其它線程可能無法感知到resource引用已經(jīng)指向了一個(gè)創(chuàng)建好的對(duì)象，所以可能會(huì)導(dǎo)致程序創(chuàng)建多個(gè)Resource對(duì)象。
更糟糕的是重排序，在線程A中是先初始化Resource對(duì)象的各個(gè)field之后再將resource引用設(shè)置為指向它，線程B看到的可能是對(duì)引用變量resource的寫入操作在對(duì)Resource對(duì)象各個(gè)field的寫入操作之前發(fā)生。這會(huì)導(dǎo)致線程B看到的是一個(gè)被部分構(gòu)造的Resource對(duì)象實(shí)例，該對(duì)象可能處于無效狀態(tài)。
為了解決上面的問題，我們可以套用Happens-Before規(guī)則。例如在getInstance方法上聲明synchronized。
然而對(duì)于構(gòu)建一個(gè)對(duì)象實(shí)例的操作，除了可以使用Happens-Before原則外，我們利用下面兩種方式也可以保證對(duì)象的構(gòu)建狀態(tài)被正確發(fā)布到其它線程。
靜態(tài)初始化器是由JVM在類的初始化階段執(zhí)行，即在類被加載后并且被線程使用前。在靜態(tài)初始化期間，內(nèi)存寫入操作將自動(dòng)對(duì)所有線程可見。所以上面的程序改下成如下代碼將會(huì)確保Resource對(duì)象被正確發(fā)布到其它線程：
public class EagerInitialization {
private static Resource resource = new Resource();
public static Resource getInstance() {
return resource;
}
}
含有final域的對(duì)象
對(duì)于含有final域的對(duì)象，初始化安全性可以防止對(duì)對(duì)象引用的寫入操作被重排序到對(duì)象構(gòu)造過程之前。在構(gòu)造函數(shù)完成時(shí)，構(gòu)造函數(shù)對(duì)final域的所有寫入操作，以及通過final域可以到達(dá)的任何變量的寫入操作，都能夠被獲取到該對(duì)象引用的線程看到。例如下面的代碼：
public class FinalInitialization {
private static final Resource resource;
public static Resource getInstance() {
if(resource == null) {
resource = new Resource();
}
return resource;
}
}
在上面的代碼中，將resource變量聲明為final類型的。這樣可以保證，無論哪個(gè)線程，只要獲取到對(duì)象的引用的值，就一定可以看到一個(gè)被完整構(gòu)建的Resource對(duì)象。
但是此處的resource引用變量本身仍然需要其他機(jī)制保證可以對(duì)其它線程可見。
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