java - 具有非最终字段的不可变对象如何成为线程不安全的？

Question

说我们有这个

// This is trivially immutable.
public class Foo {
    private String bar;
    public Foo(String bar) {
        this.bar = bar;
    }
    public String getBar() {
        return bar;
    }
}

是什么让这个线程不安全？从这个问题开始。

Answer 1

Foo一旦安全发布，它就是线程安全的。例如，这个程序可以打印“不安全”（它可能不会使用热点/x86 的组合）——如果你做barfinal 它就不会发生：

public class UnsafePublication {

    static Foo foo;

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (foo == null) {}
                if (!"abc".equals(foo.getBar())) System.out.println("unsafe");
            }
        }).start();

        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                foo = new Foo("abc");
            }
        }).start();
    }
}

Answer 2

由于 JVM 优化，你永远不能假设操作是按照它们编写的顺序执行的，除非它对同一个线程很重要。因此，当您调用构造函数然后将对结果对象的引用传递给另一个线程时，JVM 可能实际上不会在同一个线程中需要之前写入 foo.bar 的值。

这意味着在多线程环境中，可以在将构造函数中的值写入之前调用 getBar 方法。

Answer 3

很可能你现在已经得到了答案，但只是为了确保我也想添加我的解释。

为了使对象（对于您的情况）是线程安全的，它必须：

• 不可变
• 安全发布

不可变- 你做到了。bar一旦设置就无法修改。这里很明显。

安全发布。根据示例，代码未安全发布。因为 bar 不是最终的，所以编译器可以自由地对其进行重新排序，因为它认为合适。编译器可以在写入 bar之前发布（写入主存）对 Foo 实例的引用。这意味着 bar 为空。因此，首先将对 Foo 的引用写入主内存，然后写入 bar。在这两个事件之间，另一个线程可以看到陈旧的栏为空。

如果您将 final 添加到它，JMM 将保证：

final 字段的值保证对访问构造对象的其他线程可见。

或者，final 字段阻止重新排序。因此，使该变量为 final 将确保线程安全。

Answer 4

从评论中发布的链接：

class FinalFieldExample { 
    final int x;
    int y; 
    static FinalFieldExample f;

    public FinalFieldExample() {
        x = 3; 
        y = 4; 
    } 

    static void writer() {
        f = new FinalFieldExample();
    } 

    static void reader() {
        if (f != null) {
            int i = f.x;  // guaranteed to see 3  
            int j = f.y;  // could see 0
        } 
    } 
}

一个线程可能会调用writer()，而另一个线程可能会调用reader(). reader() 中的 if 条件可以评估为 true，但由于 y 不是 final，因此对象初始化可能尚未完全完成（因此对象尚未安全发布），因此int j = 0可能在尚未初始化时发生。