Tại sao khóa kiểm tra kép bị hỏng trong Java?

Question

Điều này nói rằng việc gán trường luôn luôn là nguyên tử ngoại trừ các trường dài hoặc gấp đôi.

Tuy nhiên, khi tôi đọc một Giải thích về việc tại sao hai séc khóa bị hỏng, nó nói rằng vấn đề là trong hoạt động chuyển nhượng:

// Broken multithreaded version 
// "Double-Checked Locking" idiom 
class Foo { 
    private Helper helper = null; 
    public Helper getHelper() { 
     if (helper == null) { 
      synchronized(this) { 
       if (helper == null) { 
        helper = new Helper(); 
       } 
      } 
     } 
     return helper; 
    } 

    // other functions and members... 
} 

1. thông báo Chủ đề Một rằng giá trị không được khởi tạo , do đó, nó có được khóa và bắt đầu khởi tạo giá trị .
2. Do ngữ nghĩa của một số ngôn ngữ lập trình, mã tạo ra bởi trình biên dịch được phép để cập nhật các biến dùng chung để chỉ đến một đối tượng xây dựng một phần trước khi A đã hoàn thành thực hiện khởi tạo.
3. Chủ đề B thông báo rằng biến chia sẻ đã được khởi tạo (hoặc là nó xuất hiện) và trả về giá trị của nó. Bởi vì chủ đề B tin rằng giá trị là đã được khởi tạo, nó không có được khóa. Nếu B sử dụng đối tượng trước khi tất cả quá trình khởi tạo được thực hiện bởi B (hoặc bởi vì A chưa hoàn thành khởi tạo hoặc vì một số giá trị được khởi tạo trong đối tượng chưa được vi phạm vào bộ nhớ B sử dụng (bộ nhớ cache kết hợp)), chương trình có thể sẽ bị lỗi .
   (từ http://en.wikipedia.org/wiki/Double-checked_locking).

Khi nào có thể? Có thể là trên hoạt động gán JVM 64 bit không phải là nguyên tử? Nếu không thì liệu "khóa kiểm tra kép" có bị hỏng không?

Answer 1

Vấn đề không phải là nguyên tử, nó đặt hàng. JVM được phép sắp xếp lại các hướng dẫn để cải thiện hiệu suất, miễn là happens-before không bị vi phạm. Do đó, thời gian chạy theo lý thuyết có thể lập lịch lệnh mà cập nhật helper trước khi tất cả các hướng dẫn từ hàm tạo của lớp Helper đã được thực hiện.

Answer 2

Một số bài tập có thể cần thiết để xây dựng thể hiện của Helper bên trong hàm tạo và ngữ nghĩa cho phép chúng được sắp xếp lại theo phân công helper = new Helper().

Vì vậy, trường helper có thể được gán một tham chiếu đến một đối tượng không phải tất cả các bài tập đã diễn ra, do đó nó không được khởi tạo đầy đủ.

Answer 3

đúp kiểm tra khóa trong java có một loạt các vấn đề:

http://www.cs.umd.edu/~pugh/java/memoryModel/DoubleCheckedLocking.html

Answer 4

Việc chuyển nhượng tài liệu tham khảo là nguyên tử, nhưng việc xây dựng không phải là! Vì vậy, như đã nêu trong phần giải thích, giả sử thread B muốn sử dụng singleton trước khi Thread A đã xây dựng xong nó, nó không thể tạo một cá thể mới vì tham chiếu không phải là rỗng, vì vậy nó chỉ trả về đối tượng được xây dựng một phần.

Nếu bạn không chắc chắn rằng xuất bản tài liệu tham khảo chia sẻ xảy ra trước khi khác tải chủ đề đó chia sẻ tham khảo, thì ghi của tham chiếu đến đối tượng mới có thể được sắp xếp lại với viết để lĩnh vực của mình .Trong trường hợp đó, một chuỗi khác có thể thấy giá trị cập nhật cho tham chiếu đối tượng nhưng đã lỗi thời giá trị cho một số hoặc tất cả trạng thái của đối tượng - một đối tượng được xây dựng một phần . - Brian Goetz: Java Đồng thời trong Thực hành

Vì kiểm tra ban đầu cho null không được đồng bộ hóa nên không có ấn phẩm nào và việc sắp xếp lại này là có thể.

Answer 5

Đọc bài viết này: http://www.javaworld.com/jw-02-2001/jw-0209-double.html Thậm chí nếu bạn không hiểu tất cả các chi tiết (như tôi) chỉ cần tin rằng mẹo hay này không hoạt động.

Answer 6

Tôi xin lỗi, điều này có thể hơi không liên quan đến câu hỏi, tôi chỉ tò mò thôi. Trong trường hợp này sẽ không tốt hơn nếu bạn lấy khóa trước khi chuyển nhượng và/hoặc trả lại giá trị? Giống như:

private Lock mLock = new ReentrantLock(); 
private Helper mHelper = null; 

private Helper getHelper() { 
    mLock.lock(); 
    try { 
     if (mHelper == null) { 
      mHelper = new Helper(); 
     } 
     return mHelper; 
    } 
    finally { 
     mLock.unlock(); 
    } 
} 

Hoặc có lợi thế nào khi sử dụng khóa đã kiểm tra kép không?

Answer 7

/*Then the following should work. 
    Remember: getHelper() is usually called many times, it is BAD 
    to call synchronized() every time for such a trivial thing! 
*/ 
class Foo { 

private Helper helper = null; 
private Boolean isHelperInstantiated; 
public Helper getHelper() { 
    if (!isHelperInstantiated) { 
     synchronized(this) { 
      if (helper == null) { 
       helper = new Helper(); 
       isHelperInstantiated = true; 
      } 
     } 
    } 
    return helper; 
} 

// other functions and members... 
}