设置对象引用的 Java 线程安全性

Question

我想知道以下类是否是线程安全的:

class Example {

private Thing thing;

public setThing(Thing thing) {
    this.thing = thing;
    }

public use() {
    thing.function();
    }
}

具体来说，如果一个线程调用 setThing，而另一个线程通过 Example::use 处于 Thing::function 中，会发生什么？

例如:

Example example = new Example();
example.setThing(new Thing());

createThread(example);  // create first thread
createThread(example);  // create second thread

<小时/>

//Thread1
while(1) {
  example.use();
}

<小时/>

//Thread2
while(1) {
    sleep(3600000); //yes, i know to use a scheduled thread executor
    setThing(new Thing());
}

具体来说，我想知道，当 use() 执行时调用 setThing 时，它是否会成功地继续使用旧对象，或者更新对对象的引用会以某种方式导致问题。

Answer 1

在推理特定类的线程安全性时有两点:

1. 线程之间共享状态的可见性。
2. 多线程通过类方法使用类对象时的安全性(保留类不变量)。

Example 类的共享状态仅由一个 Thing 对象组成。

1. 从可见性的角度来看，该类不是线程安全的。一个线程的 setThing 结果不会被其他线程看到，因此它们可以使用过时的数据。 NPE 也是可以接受的，因为类初始化期间 thing 的初始值为 null。
2. 无法确定在没有源代码的情况下通过 use 方法访问 Thing 类是否安全。但是 Example 调用 use 方法时没有任何同步，所以它应该是这样，否则 Example 不是线程安全的。

因此示例不是线程安全的。要修复第 1 点，如果您确实需要 setter，可以将 volatile 添加到 thing 字段，或者将其标记为 Final 并在构造函数中初始化。确保满足 2 的最简单方法是将 use 标记为 synchronized。如果您将 setThing 标记为 synchronized，那么您就不再需要 volatile 了。然而，还有许多其他复杂的技术可以满足第 2 点。 This伟大的书更详细地描述了这里写的所有内容。