java - 没有 volatile 的惰性初始化/内存

Question

Java 内存模型似乎没有定义本地缓存的“刷新”和“刷新”，人们只是为了简单起见才这样调用它，但实际上“先发生”关系意味着以某种方式刷新和刷新(会如果你能解释，但不是问题的直接部分，那就太好了。

结合关于 Java Memory Model in the JLS 的部分，这让我感到非常困惑。没有以易于理解的方式编写。

那么请问我在下面的代码中所做的假设是否正确，是否能保证正确运行？

它部分基于 Double-checked locking 上维基百科文章中提供的代码，但是作者在那里使用了一个包装器类 (FinalWrapper)，但我并不完全清楚其中的原因。也许支持 null 值？

public class Memoized<T> {
    private T value;
    private volatile boolean _volatile;
    private final Supplier<T> supplier;

    public Memoized(Supplier<T> supplier) {
        this.supplier = supplier;
    }

    public T get() {
        /* Apparently have to use local variable here, otherwise return might use older value
         * see https://jeremymanson.blogspot.com/2008/12/benign-data-races-in-java.html
         */
        T tempValue = value;

        if (tempValue == null) {
            // Refresh
            if (_volatile);
            tempValue = value;

            if (tempValue == null) {
                // Entering refreshes, or have to use `if (_volatile)` again?
                synchronized (this) {
                    tempValue = value;

                    if (tempValue == null) {
                        value = tempValue = supplier.get();
                    }

                    /* 
                     * Exit should flush changes
                     * "Flushing" does not actually exists, maybe have to use  
                     * `_volatile = true` instead to establish happens-before?
                     */
                }
            }
        }

        return tempValue;
    }
}

我还读到构造函数调用可以内联和重新排序，从而导致对未初始化对象的引用(参见 this comment on a blog)。那么直接分配供应商的结果是否安全，还是必须分两步完成？

value = tempValue = supplier.get();

两步:

tempValue = supplier.get();
// Reorder barrier, maybe not needed?
if (_volatile);
value = tempValue;

---

编辑:这个问题的标题有点误导，目的是减少 volatile 字段的使用。如果初始化值已经在线程的缓存中，则直接访问value，而不需要再次在主内存中查找。

Answer 1

如果你只有几个单例，你可以减少 volatile 的使用。注意:您必须为每个单例重复此代码。

enum LazyX {
   ;
   static volatile Supplier<X> xSupplier; // set somewhere before use

   static class Holder {
       static final X x = xSupplier.get();
   }

   public static X get() {
       return Holder.x;
   }
}

如果你认识 Supplier，这会变得更简单

enum LazyXpensive {
   ;

   // called only once in a thread safe manner
   static final Xpensive x = new Xpensive();

   // after class initialisation, this is a non volatile read
   public static Xpensive get() {
       return x;
   }
}

您可以通过使用 Unsafe

来避免使字段变得不稳定

import sun.misc.Unsafe;

import java.lang.reflect.Field;
import java.util.function.Supplier;

public class LazyHolder<T> {
    static final Unsafe unsafe = getUnsafe();
    static final long valueOffset = getValueOffset();

    Supplier<T> supplier;
    T value;

    public T get() {
        T value = this.value;
        if (value != null) return value;

        return getOrCreate();
    }

    private T getOrCreate() {
        T value;
        value = (T) unsafe.getObjectVolatile(this, valueOffset);
        if (value != null) return value;

        synchronized (this) {
            value = this.value;
            if (value != null) return value;
            this.value = supplier.get();
            supplier = null;
            return this.value;
        }
    }


    public static Unsafe getUnsafe() {
        try {
            Field theUnsafe = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
            theUnsafe.setAccessible(true);
            return (Unsafe) theUnsafe.get(null);
        } catch (NoSuchFieldException | IllegalAccessException e) {
            throw new AssertionError(e);
        }
    }

    private static long getValueOffset() {
        try {
            return unsafe.objectFieldOffset(LazyHolder.class.getDeclaredField("value"));
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            throw new AssertionError(e);
        }
    }
}

但是，进行额外的查找是一种微观优化。如果您愿意为每个线程执行一次同步命中，则完全可以避免使用 volatile。