關於java中final關鍵字與執行緒安全性

標籤：也會   thread   cas   sso   hello   collect   lex   引用   需要   

在Java5中，final關鍵字是非常重要而事實上卻經常被忽視其作為同步的作用。本質上講，final能夠做出如下保證：當你建立一個對象時，使用final關鍵字能夠使得另一個線程不會訪問到處於“部分建立”的對象，否則是會可能發生的。這是 因為，當用作對象的一個屬性時，final有著如下的語義：

 當建構函式結束時，final類型的值是被保證其他線程訪問該對象時，它們的值是可見的

為什麼是必須的

使用final是所謂的安全發布（safe publication）的一種方式，這裡，發布（publication）一個地相意味著在一個線程中建立它，同時另一個線程在之後的某時刻可以引用到該新建立的對象。當JVM調用對象的建構函式時，它必須將各成員賦值，同時儲存一個指向該對象的指標。就像其他任何的資料寫入一樣，這可能是亂序的，and their application to main memory can be delayed and other processors can be delayed unless you take special steps to combat this（看不太懂，是不是說“把他們寫回主存可能延遲，並且其他的處理器（看到變化）也會延遲，要客服這一點，除非採取非常步驟”）。特別的，指向對象的引用可能在成員變數提交之前（導致如此的原因之一是編譯器的指令重排ordering：if you think about how you‘d write things in a low-level language such as C or assembler, it‘s quite natural to store a pointer to a block of memory, and then advance the pointer as you‘re writing data to that block）就被寫入到主存並被訪問到了。這樣會導致另一個線程看到了一個不合法或不完整的對象。

而final可以防止此類事情的發生：如果某個成員是final的，JVM規範做出如下明確的保證：一旦對象引用對其他線程可見，則其final成員也必須正確的賦值了。

final的對象引用

 對象的final成員成員的值在當退出建構函式時，他們也是最新的。這意味著：

 final類型的成員變數的值，包括那些用final引用指向的collections的對象，是讀安全執行緒而無需使用synchronization的

 注意，如果你有一個指向collection，數組或其他可變對象的final引用，如果存在其他線程訪問，仍然需要使用同步機制來訪問該對象（或使用ConcurrentHashMap）。

因此，不可變對象（指所有的成員都是final並且成員要麼是基本類型，要麼指向另一個不可變對象）可以並發訪問而無需使用同步機制。通過final引用讀取“實際不可變”對象（指成員雖然實際並不是final，然而卻從不會改變）也是安全的。然而，從程式設計的角度來看，在此種情況下強化不可變性是明智的（如用Collections.unmodifiableList()封裝一個collection）。That way, you‘ll spot bugs introduced when one of your colleagues naughtily attempts to modify a collection that you didn‘t intend to be modified!

 使用final的限制條件和局限性

 當聲明一個final成員時，必須在建構函式退出前設定它的值，如下：

public class MyClass {  private final int myField = 3;  public MyClass() {    ...  }}

或者

public class MyClass {  private final int myField;  public MyClass() {    ...    myField = 3;    ...  }}

需要強調的是將指向對象的成員聲明為final只能將該引用設為不可變的，而非所指的對象。例如如果一個list聲明如下：

private final List myList = new ArrayList();

仍然可以修改該list

myList.add("Hello");

然而，聲明為final可以保證如下操作不合法：

myList = new ArrayList();myList = someOtherList;

什麼時候應該使用final

 一個答案就是“儘可能的使用”。任何你不希望改變的（基本類型，或者指向一個對象，不管該對象是否可變）一般來講都應該聲明為final。另一種看待此問題的方式是：

 如果一個對象將會在多個線程中訪問並且你並沒有將其成員聲明為final，則必須提供其他方式保證安全執行緒

 “其他方式”可以包括聲明成員為volatile，使用synchronized或者顯式Lock控制所有該成員的訪問。

大家往往忽視的典型case是在一個線程建立一個對象，而後在另一個線程使用，如一個通過ThreadPoolExecutor的對象。這種情況下，必須保證該對象的執行緒安全性：這和線程的並發訪問關係不大，主要是因為在其生命週期內，不同的線程會在任意時刻訪問它（還是記憶體模型的問題吧）

關於java中final關鍵字與執行緒安全性