相对于其他字段的可变语义

concurrency java volatile

2022-09-03 13:26:58

假设我有以下代码

private volatile Service service;

public void setService(Service service) {
  this.service = service;
}

public void doWork() {
  service.doWork();
}

标记为易失性的已修改字段及其值不依赖于以前的状态。所以，这是正确的多线程代码（不要为实现而烦恼）。Service

据我所知，从内存可见性的角度来看，读取易失性变量就像进入锁一样。这是因为正常变量的读取不能与读取可变变量重新排序。

这是否意味着以下代码是正确的？

private volatile boolean serviceReady = false;
private Service service;

public void setService(Service service) {
  this.service = service;
  this.serviceReady = true;
}

public void doWork() {
  if ( serviceReady ) {
    service.doWork();
  }
}

答案 1

是的，从Java 1.5开始，这段代码是“正确的”。

原子性不是一个问题，无论有没有易失性（写入对象引用都是原子的），所以你可以用任何一种方式将其从关注列表中划掉 - 唯一悬而未决的问题是变化的可见性和排序的“正确性”。

对易失性变量的任何写入都会建立“发生前”关系（新 Java 内存模型的关键概念，如 JSR-133 中所指定），并且对同一变量的任何后续读取都存在关系。这意味着读取线程必须能够看到写入线程可见的所有内容：也就是说，在写入时，它必须至少看到具有其“当前”值的所有变量。

我们可以通过查看 Java 语言规范的第 17.4.5 节来详细解释这一点，特别是以下关键点：

“如果 x 和 y 是同一线程的操作，并且 x 在程序顺序上位于 y 之前，则 hb（x， y）”（即，同一线程上的操作不能以与程序顺序不一致的方式重新排序）
“写入易失性字段（§8.3.1.4）时，每次读取该字段之前都会发生。（这是澄清文本，解释易失性字段的写入然后读取是同步点）
“如果 hb（x， y）和 hb（y， z），则 hb（x， z）”（发生前的传递性）

因此，在您的示例中：

由于规则1，写到“服务”（a）发生在写到“服务准备好”（b）之前
由于规则2，对“服务就绪”（b）的写入发生在读取相同（c）之前
因此，（a）发生在（c）之前（第 3 条规则）

这意味着您保证“服务”设置正确，在这种情况下，一旦serviceReady为真。

你可以看到一些使用几乎完全相同的例子的好文章，一个在IBM DeveloperWorks上 - 参见“Volatile的新保证”：

在写入 V 时对 A 可见的值现在保证对 B 可见。

还有一个在 JSR-133 FAQ 上，由该 JSR 的作者编写：

因此，如果读者看到 v 的值为 true，则还可以保证看到之前发生的写入 42。在旧的记忆模型下，情况并非如此。如果 v 不是易失性的，那么编译器可以在 writer 中对写入重新排序，并且读者对 x 的读取可能会看到 0。

答案 2

AFAIK 这是正确的代码。

@CPerkins：使唯一同步的方法不起作用，因为您还必须在读取时进行同步。setService

但是，在这种情况下，一个变量就足够了。为什么需要额外的布尔字段。例如：

private volatile Service service;

public void setService(Service service) {
  this.service = service;
}

public void doWork() {
  if ( service != null ) {
    service.doWork();
  }
}

鉴于没有人将 setService 调用为。所以你应该进行空检查：null

private volatile Service service;

public void setService(Service service) {
  if (service == null) throw NullPointerException();
  this.service = service;
}

public void doWork() {
  if ( service != null ) {
    service.doWork();
  }
}