三、多线程中如何安全发布对象

多线程中如何安全发布对象

一、final域

对于final域，编译器和处理器要遵守两个重排序规则。

1. 在构造函数内对一个final域的写入

   与随后把这个被构造对象的引用赋值给一 个引用变量，这两个操作之间不能重排序。

2. 初次读一个包含final域的对象的引用，与随后初次读这个final域，这两个操 作之间不能重排序。

这两个规则，可以防止指令重排序，来解决可见性问题。

1 写final域的重排序规则

i的值可能等于0，但j的值一定等于2

写普通变量i的操作，被编译器重排序到构造函数之外。

2 读final域的重排序规则

在一个线程中，初次读对象引用与初次读该对象包含的final 域，

JMM禁止处理器重排序这两个操作，编译器会在读final 域操作的前面插入一个LoadLoad屏障。

上面代码中，读普通域i代码，可以在写普通域i之前

3 溢出带来的重排序问题

在构造函数内部，不能让被构造对象的引用被其他线程可见。

分析：

• 构造函数中 i = 1 在底层不是一个原子操作

• 接着构造函数中 obj = this 将构造的对象发不出去，有可能 i = 1 还未操作完成

• 带来了溢出的问题。

• final：只是保证了指令没有重排序。

总结

final域可以确保：

构造函数中初始化的值

1. 写入值：构造函数中写入值不会被重排序。（重排序的话，赋值操作可能会在构造函数之外）
2. 读取值：保证读取值的操作，在构造函数之后。

二、对象的发布与逃逸

在某些情况下：希望对象、以及对象的内部状态不被暴漏出去、有时为了正当的使用目的需要发布一个对象，这就涉及到安全发布。

发布的意思是：使一个对象能够被当前范围之外的代码所使用

对象溢出：一种错误的发布，当一个对象还没有构造完成时，就使它被其他线 程所见

安全发布对象4种方法：

1. 在静态初始化函数中，初始化一个对象引用（为什么安全：因为是在类的初始化阶段去执行的，只能保证构造安全并不能保证后续使用的安全）
2. 将对象的引用保存到volatile类型的域或者AtomicReference对象中（利 用volatile happen-before规则）[写在读之前]
3. 将对象的引用保存到某个正确构造对象的final类型域中（防止变量的初始化重排序到构造函数之外）
4. 将对象的引用保存到一个由锁保护的域中（读写都上锁）

Java中看到的指令并不代表指令底层的执行逻辑(可能有多个底层的指令)，且多个指令会出现重排序的情况

例如：new VolatileSyncDemo();

1. memory = allocate() ：分配内存
2. ctorInstance(memory) ：初始化
3. instance=memory ：设置对象指向被分配的内存

DCL问题（double check lock）：

有可能执行顺序： 1.3.2（会返回一个不完整实例），instance不为空，但是instance还没有完成初始化（修改方案二）

• 那么这个时候就返回了一个不完整的instance实例。

• volatile作用：可以防止指令重排序，new VolatileSyncDemo()：执行顺序1.2.3.能够返回一个完整的对象。

• 说明final域（final修饰的变量不会重排序到构造函数之外）

// 单例模式
public class VolatileSyncDemo {

    private VolatileSyncDemo(){}

    private volatile static VolatileSyncDemo instance=null;
    
    // 问题代码：如在单例模式代码，有可能会创建出多个实例。
    public static VolatileSyncDemo getInstance(){
        if(instance==null){
			instance = new VolatileSyncDemo();
        }
        return instance;
    }
	// 修改方案一：性能差，有可能instance不为空了，但是方法上还是有锁。
    public static synchronized VolatileSyncDemo getInstance(){
        if(instance==null){
			instance = new VolatileSyncDemo();
        }
        return instance;
    }

    // 修改方案二：双重检查锁，缩小锁的范围，提高性能。
    // 会有DCL问题（double check lock）,变量添加volatile
    public static VolatileSyncDemo getInstance(){
        if(instance==null){
            synchronized(VolatileSyncDemo.class) {
                if(instance==null) {
                    instance = new VolatileSyncDemo();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
    /**
     * instance = new VolatileSyncDemo();
     * ->
     * 1. memory=allocate()     ：分配内存
     * 2. ctorInstance(memory)  ：初始化
     * 3. instance=memory       ：设置对象指向被分配的内存
     *    
     *
     * 1.3.2 (不完整实例）
     */
}

发布一个对象时：

• 会不会出现逃逸现象
• 是不是会存在不安全发布

• 3. instance=memory ：设置对象指向被分配的内存
  • 1.3.2 (不完整实例）
    */
    }

> 发布一个对象时：
>
> - 会不会出现逃逸现象
> - 是不是会存在不安全发布