跳到主要内容

final域内存知识

final域重排序规则

在构造函数内对一个final域的写入,与随后把这个被构造对象的引用赋值给一个引用变量,这两个操作之间不能重排序。

初次读一个包含final域的对象的引用,与随后初次读这个final域,这两个操作之间不能重排序

假设一个线程A执行writer()方法,随后另一个线程B执行reader()方法

  • JMM禁止编译器把final域的写重排序到构造函数之外。
  • 编译器会在final域的写之后,构造函数return之前,插入一个StoreStore屏障。这个屏障禁止处理器把final域的写重排序到构造函数之外。

读到普通变量初始化之前的值

对象的普通域的操作被处理器重排序到读对象引用之前。读普通域时,该域还没有被写线程A写入,这是一个错误的读取操作。而读final域的重排序规则会把读对象final域的操作“限定”在读对象引用之后,此时该final域已经被A线程初始化过了,这是一个正确的读取操作。

被final修饰的类型为引用类型

在构造函数内对一个final引用的对象的成员域的写入,与随后在构造函数外把这个被构造对象的引用赋值给一个引用变量,这两个操作之间不能重排序。

  • 1是对final域的写入,2是对这个final域引用的对象的成员域的写入,3是把被构造的对象的引用赋值给某个引用变量。这里除了前面提到的1不能和3重排序外,2和3也不能重排序。

  • JMM可以确保读线程C至少能看到写线程A在构造函数中对final引用对象的成员域的写入。即C至少能看到数组下标0的值为1。而写线程B对数组元素的写入,读线程C可能看得到,也可能看不到。JMM不保证线程B的写入对读线程C 可见,因为写线程B和读线程C之间存在数据竞争,此时的执行结果不可预知。

  • 如果想要确保读线程C看到写线程B对数组元素的写入,写线程B和读线程C之间需要使用同步原语(lock或volatile)来确保内存可见性。

为什么final引用不能从构造函数内溢出

在引用变量为任意线程可见之前,该引用变量指向的对象的final域已经在构造函数中被正确初始化过了

在构造函数内部,不能让这个被构造对象的引用为其他线程所见,也就是对象引用不能在构造函数中“逸出”。

执行read()方法的线程仍然可能无法看到final域被初始化后的值,因为这里的操作1和操作2之间可能被重排序。


final语义在处理器中的实现

写final域的重排序规则会要求编译器在final域的写之后,构造函数return之前插入一个StoreStore障屏。读final域的重排序规则要求编译器在读final域的操作前面插入一个LoadLoad屏障。由于X86处理器不会对写-写操作做重排序,所以在X86处理器中,写final域需要的StoreStore障屏会被省略掉。同样,由于X86处理器不会对存在间接依赖关系的操作做重排序,所以在X86处理器中,读final域需要的LoadLoad屏障也会被省略掉。也就是说,在X86处理器中,final域的读/写不会插入任何内存屏障!(在x86处理器中仅有StoreLoad屏障)

协议
  • 本作品代码部分采用 Apache 2.0协议进行许可。遵循许可的前提下,你可以自由地对代码进行修改,再发布,可以将代码用作商业用途。但要求你:

    • 署名:在原有代码和衍生代码中,保留原作者署名及代码来源信息。
    • 保留许可证:在原有代码和衍生代码中,保留Apache 2.0协议文件。
  • 本作品文档部分采用知识共享署名 4.0 国际许可协议进行许可。 遵循许可的前提下,你可以自由地共享,包括在任何媒介上以任何形式复制、发行本作品,亦可以自由地演绎、修改、转换或以本作品为基础进行二次创作。但要求你:

    • 署名:应在使用本文档的全部或部分内容时候,注明原作者及来源信息。
    • 非商业性使用:不得用于商业出版或其他任何带有商业性质的行为。如需商业使用,请联系作者。
    • 相同方式共享的条件:在本文档基础上演绎、修改的作品,应当继续以知识共享署名 4.0国际许可协议进行许可。