java - 我使用 AtomicBoolean 的线程安全类有什么问题

Question

我有一个简单的类，我想使用 AtomicBoolean 测试它的线程安全性。如果测试的线程超过 2 个，则它不起作用。它在某些线程的 doSome 方法中抛出 NullPointerExcetion:有人可以告诉我我错了什么吗？谢谢。

package jcafe.common.utils;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;

public class ThreadSafeTest {

    private final AtomicBoolean initialized = new AtomicBoolean(false);

    private Object lazyObject = null;

    protected void initialize() {
        if (initialized.compareAndSet(false, true)) {

            // Some other expensive init here
            // Some other expensive init here

            this.lazyObject = new Object();
        }
    }

    public void doSome() {
        initialize();

        // NullPointerException here: this.lazyObject = null
        System.out.println(this.lazyObject.toString());
    }

    public static void main(String[] args) {
        final ThreadSafeTest test = new ThreadSafeTest ();

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            Thread t = new Thread(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    test.doSome();
                }
            });
            t.start();
        }
    }
}

Answer 1

您没有正确完成锁定。您确保只有 1 个线程正在访问 initialized 变量(因为它是一个 AtomicBoolean)，但是一旦进行该检查，就不再发生同步。

此时线程 T1 进入，检查 initialized 的值并将其设置为第一个线程。线程 T2 可能会出现，检查 initialized 的值，并且不进入 if block 。但此时不能保证 lazyObject 已初始化。因此，当 T1 处于 sleep 状态时(因此 lazyObject 尚未设置)，T2 从该方法返回并尝试打印 lazyObject。

解决此问题的最简单方法是，不要使用 AtomicBoolean，使方法同步并使字段可变。无论您在何处设置值，都应该在同步块(synchronized block)中进行。

public class ThreadSafeTest {

    private volatile boolean initialized = false;

    private volatile Object lazyObject = null;

    protected synchronized void initialize() {
        if (!initialized) {
            initialized = true;                
            // Some other expensive init here
            this.lazyObject = new Object();
        }
    }
    ....
}

或者，您可以在构建时设置值并将其定为最终值。如果所有字段都是不可变的，那么它将是线程安全的。