多线程基础安全发布对象

Posted 2021-06-26 烟锁迷城

1、发布

1.1、发布对象

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。

public static HashSet<User> user;
public void createUser(){
	user = new HashSet<User>();
}

在发布对象的时候，可能会顺便发布其他对象，这就可能导致一些不应该被发布的对象被发布出去，导致线程安全问题。

1.2、不安全的发布

一个私有的成员变量，发布之后就能通过外部方式修改其内部的数值，这就是一种不安全发布。
在例子中，states是私有的，但是创建实例后，就能在外部进行修改，这是典型的不安全发布。

public class Demo {

    private String[] states = {"a", "b", "c", "d"};

    public String[] getStates() {
        return states;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Demo demo = new Demo();
        System.out.println(Arrays.toString(demo.getStates()));
        demo.getStates()[0] = "1234";
        System.out.println(Arrays.toString(demo.getStates()));
    }
}

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。
在示例中，当Example进行初始化操作时，整个类还没构建完成，this就已经可以被引用，整数i可能还没有被赋值就完成了引用，最后导致example实例不为空，但是this引用逃逸，整数i没有数值。

public class Example {

    final int i;
    static Example example;

    public Example() {
        i = 1;
        example = this;
    }

    public static void write() {
        new Exception();
    }

    public static void read() {
        if (example != null) {
            int temp = example.i;
        }
    }
}

2、安全发布

1. 在静态初始化函数中初始化一个对象引用
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）
3. 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）
4. 将对象的引用保存到一个由锁保护的域中（读写都上锁）

2.1、静态初始化

静态的初始化是在类加载的时候就完成了，类加载时会有锁保证每一个类只加载一次，因此被引用时一定已经创建完毕。
单例模式是典型的静态初始化

public class StaticDemo {

    private StaticDemo() {
    }

    private static StaticDemo instance = new StaticDemo();
    
    public static StaticDemo getInstance(){
        return instance;
    }
}

2.2、volatile

双重检查单例模式的DCL（半实例）现象，就是对象初始化的过程本身是三步，一旦指令重排序就会导致不完整实例出现，防止指令重排序的方法就是增加volatile关键字。

public class VolatileDemo {

    private VolatileDemo() {
        
    }
    
    private volatile static VolatileDemo instance = null;

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

2.3、初始化安全性

对final域变量的写入而言，禁止将final域对象初始化引用这个操作重排序到构造函数之外。

public class FinalDemo {
    
    private final Map states;
    
    public FinalDemo() {
        states = new HashMap();
    }
}