并发编程-发布与逃逸

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本文详细介绍了Java中对象发布的概念，包括不安全发布和对象溢出的问题。接着讨论了逃逸带来的并发问题，并列举了4种确保对象安全发布的策略：静态初始化单例、final域、volatile变量以及加锁机制。通过示例代码解释了如何使用这些方法来避免并发问题，特别是volatile关键字如何防止指令重排序以确保对象正确构造后再发布。

1.发布与逃逸

1.1 发布对象

发布的意思是是一个对象能够被当前范围之外的代码所使用

在这里插入图片描述

1.2 不安全发布

在这里插入图片描述

1.3 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

在这里插入图片描述

逃逸带来的问题

在这里插入图片描述

2. 安全发布对象的4种方法

2.1安全发布对象

在静态初始化函数中初始化一个对象引用

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）

将对象的引用保存到某个正确构造对象的final类型域中（初始化安全性）

将对象的引用保存到一个由锁保护的域中（读写都上锁）

第一种：静态初始化构造单利

public class StaticDemo {
    private StaticDemo(){}
    private static StaticDemo instance = new StaticDemo();
    private static StaticDemo getInstance(){
        return instance;//当静态构造方法初始化加载的时候
        //一定是安全发布的，但是不保证后续操作这个instance的安全
    }
}

第二种：final域

public class FinalDemo {
   private final Map<String,String> states;
   public FinalDemo(){
       states = new HashMap<>();
       states.put("yojofly","yojofly");
   }
}

第三种：volatile

//第一种单利模式，此时当多线程访问时候，可能存在instance == null都判断成功，返回多个实例的情况

public class VolatileDemo { 
    public VolatileDemo(){}
    private static VolatileDemo instance;
    public static VolatileDemo getInstance(){
        if (instance == null){
                    instance = new VolatileDemo();
                    return instance;
                }
        return instance;
    }
}

//第二种单利模式，为了方式上述问题，我们可以给getInstance方法加锁，或者代码块加锁

public class VolatileDemo {
    public VolatileDemo(){}
    private static VolatileDemo instance;
    public static VolatileDemo getInstance(){
        if (instance == null){
            synchronized (VolatileDemo.class){
               if (instance == null){
                    instance = new VolatileDemo();
                    return instance;
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

上述代码加if (instance == null)的原因是，在第一次获取到为null的基础上，再做一次加锁，做判断，消除掉多线程获取if (instance == null)产生的结果相同的问题，但是在java层面

instance = new VolatileDemo();

是一句话，但是在jvm层面，这句话会被编译成多个指令

例如：指令 m,n,p，那么m,n,p指令的执行顺序一定是顺序执行的吗，此时依然存在指令重排序问题

第三种方法：volatile关键字

public class VolatileDemo {
    public VolatileDemo(){}
    private volatile static VolatileDemo instance;  //给发布对象加上volatile关键字，防止指令重排序
    public static VolatileDemo getInstance(){
        if (instance == null){
            synchronized (VolatileDemo.class){
                if (instance == null){
                    instance = new VolatileDemo();
                    return instance;
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}