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我想确保根据 Java 内存模型正确理解“有效不可变对象”的行为。

假设我们有一个可变类，我们希望将其发布为有效的不可变类：

class Outworld {
  // This MAY be accessed by multiple threads
  public static volatile MutableLong published;
}

// This class is mutable
class MutableLong {
  private long value;

  public MutableLong(long value) {
    this.value = value;
  }

  public void increment() {
    value++;
  }

  public long get() {
    return value;
  }
}

我们执行以下操作：

// Create a mutable object and modify it
MutableLong val = new MutableLong(1);
val.increment();
val.increment();
// No more modifications
// UPDATED: Let's say for this example we are completely sure
//          that no one will ever call increment() since now

// Publish it safely and consider Effectively Immutable
Outworld.published = val;

问题是：Java 内存模型是否保证所有线程都必须拥有Outworld.published.get() == 3？

根据Java Concurrency In Practice，这应该是正确的，但如果我错了，请纠正我。

3.5.3. 安全出版习语

为了安全地发布对象，对象的引用和对象的状态必须同时对其他线程可见。正确构造的对象可以通过以下方式安全地发布：
- 从静态初始化程序初始化对象引用；
- 将对其的引用存储到 volatile 字段或 AtomicReference 中；
- 将对它的引用存储到正确构造的对象的最终字段中；或
- 将对它的引用存储到由锁正确保护的字段中。

3.5.4。有效的不可变对象

任何线程都可以安全地使用安全发布的有效不可变对象，而无需额外同步。

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3 回答 3

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是的。在读取之前，对 的写入操作MutableLong后跟一个happens-before关系（在 volatile 上）。

（有可能一个Outworld.published线程不安全地读取并将其传递给另一个线程。理论上，这可能会看到更早的状态。实际上，我看不到它发生。）

于 2012-04-20T22:51:05.897 回答
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Java 内存模型必须满足几个条件才能保证Outworld.published.get() == 3：

  • 您发布的代码片段创建和递增MutableLong，然后设置Outworld.published字段，必须在步骤之间可见。实现这一点的一种简单方法是让所有代码在单个线程中运行——保证“ as-if-serial semantics ”。我认为这就是您的意图，但认为值得指出。
  • 从分配中读取Outworld.published必须具有发生后的语义。这方面的一个示例可能是执行相同的线程，Outworld.published = val; 然后启动其他可以读取该值的线程。这将保证“好像串行”语义，防止在分配之前重新排序读取。

如果您能够提供这些保证，那么 JMM 将保证所有线程都能看到Outworld.published.get() == 3.

但是，如果您对该领域的一般程序设计建议感兴趣，请继续阅读。

为了保证没有其他线程看到不同的值Outworld.published.get()，您（开发人员）必须保证您的程序不会以任何方式修改该值。通过随后执行Outworld.published = differentVal;或Outworld.published.increment();。虽然这是可以保证的，但如果您设计代码以避免可变对象，并使用静态非最终字段作为多个线程的全局访问点，它会容易得多：

  • 而不是发布MutableLong，将相关值复制到不同类的新实例中，其状态无法修改。例如：引入类ImmutableLong，它在构造时分配value给一个final字段，并且没有increment()方法。
  • 而不是多个线程访问静态非最终字段，将对象作为参数传递给您的Callable/Runnable实现。这将防止一个流氓线程重新分配值并干扰其他线程的可能性，并且比静态字段重新分配更容易推理。（诚​​然，如果您正在处理遗留代码，这说起来容易做起来难）。
于 2012-04-21T11:09:49.170 回答
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问题是：Java 内存模型是否保证所有线程都必须有 Outworld.published.get() == 3 ？

简短的回答是no。因为其他线程可能会Outworld.published在它被读取之前访问。

在执行的那一刻之后Outworld.published = val;，在没有其他修改的情况下val- 是的 - 它总是3。

但是，如果任何线程执行val.increment，那么它的值对于其他线程可能会有所不同。

于 2012-04-21T03:39:20.610 回答