Khởi tạo trường phi cuối cùng

Question

Tôi hiện đang đọc JSR-133 (Mô hình bộ nhớ Java) và tôi không hiểu tại sao f.y có thể không được khởi tạo (có thể thấy 0). Ai đó có thể giải thích cho tôi?

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 
     } 
    } 
} 

Answer 1

mô hình bộ nhớ Java cho phép một sợi để tạo ra một FinalFieldExample, khởi thức x và lưu một tham chiếu đến FinalFieldExample dụ để f trường trước khi khởi tạo phi chính thức y.

Answer 2

Đây được gọi là hiệu ứng "xuất bản sớm".

Đặt đơn giản, JVM được phép sắp xếp lại hướng dẫn chương trình (vì lý do hiệu suất), nếu sắp xếp lại không vi phạm các hạn chế của JMM.

Bạn mong đợi mã f = new FinalFieldExample(); để chạy như:

1. tạo ra các thể hiện của FinalFieldExample
2. assign 3 đến x
3. assign 4 đến y
4. assign tạo đối tượng để biến f

Nhưng trong mã được cung cấp, không có gì có thể ngăn chặn JVM từ hướng dẫn sắp xếp lại, vì vậy nó có thể chạy các mã như:

1. tạo ra các thể hiện của FinalFieldExample
2. assign 3 đến x
3. gán thô, không được khởi tạo đầy đủ đối tượng để biến f
4. assign 4 đến y

Nếu sắp xếp lại xảy ra trong một đơn môi trường chủ đề, chúng tôi thậm chí sẽ không nhận thấy nó. Đó là bởi vì chúng ta mong đợi, các đối tượng đó sẽ được tạo ra hoàn toàn trước khi chúng ta bắt đầu làm việc với chúng và JVM tôn trọng những mong đợi của chúng ta. Bây giờ, những gì có thể xảy ra, nếu một số chủ đề chạy mã này cùng một lúc? Trong ví dụ tiếp theo thread1 đang thực hiện phương pháp writer() và thread2 - Phương pháp reader():

Chủ đề 1: tạo ra các thể hiện của FinalFieldExample
Chủ đề 1: Sử dụng từ 3 đến x
Chủ đề 1: gán liệu, đối tượng khởi tạo không đầy đủ để biến f
chủ đề 2: đọc f, nó không phải là null
chủ đề 2: đọc fx, nó được 3
chủ đề 2: đọc fy, nó vẫn là 0
chủ đề 1: Sử dụng 4 đến y

Chắc chắn là không tốt. Để ngăn JVM làm điều này, chúng ta cần cung cấp thêm thông tin về chương trình. Đối với ví dụ cụ thể này, có một số cách để khắc phục tính nhất quán của bộ nhớ:

• khai báo y là final biến. Điều này sẽ gây ra hiệu ứng "freeze". Tóm lại, các biến cuối cùng sẽ luôn được khởi tạo vào thời điểm bạn truy cập chúng, nếu tham chiếu đến đối tượng không bị rò rỉ trong khi xây dựng.
• khai báo f là volatile biến.Thao tác này sẽ tạo "synchronization order" và khắc phục sự cố. Nói tóm lại, các hướng dẫn không thể được sắp xếp lại dưới dạng ghi dễ bay hơi và đọc ở trên dễ bay hơi. Gán cho biến số f là một ghi dễ bay hơi, có nghĩa là không thể sắp xếp lại và thực thi các lệnh sau khi gán. Đọc từ biến số f là đọc dễ đọc, vì vậy, không thể thực thi đọc f.x trước khi đọc. Sự kết hợp của v-write và v-read được gọi là thứ tự đồng bộ hóa và cung cấp độ nhất quán bộ nhớ mong muốn.

Here là một blog hay, có thể trả lời tất cả câu hỏi của bạn về JMM.

Answer 3

JVM có thể sắp xếp lại bộ nhớ đọc và ghi, do đó, tham chiếu đến f có thể được ghi vào bộ nhớ chính trước giá trị f.y. Nếu một chuỗi khác đọc f.y giữa hai lần viết này, nó sẽ đọc 0. Tuy nhiên, nếu bạn tạo một rào cản bộ nhớ bằng cách viết một trường final hoặc volatile, đọc và viết sau khi rào cản không thể được sắp xếp lại đối với lần đọc và viết trước hàng rào. Vì vậy, nó đảm bảo rằng cả hai f và f.y sẽ được viết trước khi một chủ đề khác đọc f.

Tôi đã hỏi một câu hỏi tương tự here. Các câu trả lời đi vào chi tiết hơn rất nhiều.