java - 在所有线程的同步块(synchronized block)中初始化静态变量，无需同步即可读取

Question

我经常看到以下模式。一个线程将在同步块(synchronized block)的 init() 方法中初始化客户端。所有其他线程在开始使用其他类方法之前也调用 init() 方法。初始化后客户端值不会改变。他们不会将客户值(value)设置为不稳定的。

我的问题是这样做是否正确？在 init 方法完成后，所有创建客户端并调用 init() 方法的线程都会看到由调用 init() 方法的第一个线程初始化的正确初始化值吗？

public class DB {

  private static Object lock = new Object();
  private static Client client;

  public init() {

    synchronized (lock) {
      if (client != null) {
        return;
      }
      client = new Client();
    }
  }

  public insert(Object data) {
    client.insert(data); // is this ok to access the client without volatile or synchronized?
  }
}

该模式背后的基本原理是，他们认为因为他们在 init() 方法中的同步块(synchronized block)下读取客户端，所以客户端将被设置为正确的初始化值，并且因为客户端从未更改，所以他们可以使用它之后没有 volatile 或同步。这个假设正确吗？

您可以在此处查看此模式:https://github.com/brianfrankcooper/YCSB/blob/cd1589ce6f5abf96e17aa8ab80c78a4348fdf29a/mongodb/src/main/java/site/ycsb/db/MongoDbClient.java他们在 init 方法中初始化数据库，然后在没有同步的情况下使用它。

Answer 1

只有保证在调用 insert(data) 之前调用 init() ，才可以安全地执行此操作。

synchronized block 创建了一个发生前边:同步块(synchronized block)的结束发生在下一次调用同一 block 之前。

这意味着如果线程调用了 init()，则:

• client 之前未初始化，因此在此调用时对其进行了初始化。
• client 之前已初始化，并且对 client 的写入是在当前线程进入 synchronized block 之前发生的。

那么就不需要进一步的同步，至少对于客户端来说是这样。

但是，如果线程不调用init()，则无法保证client是否已初始化；并且不保证由另一个线程(调用了 init() 的线程)初始化的 client 是否对当前线程(未调用的线程)可见init())。

依赖客户端首先调用 init() 是很脆弱的。使用热切初始化的字段会更好:

public class DB {

  private static final Client client = new Client();

  public insert(Object data) {
    client.insert(data);  // Guaranteed to be initialized once class loading is complete.
  }
}

或者，如果您必须惰性地执行此操作，请使用惰性支架:

public class DB {
  private static class Holder {
    private static final Client client = new Client();
  }

  public insert(Object data) {
    Holder.client.insert(data);  // Holder.client is initialized on first access.
  }
}

或者，当然，在 insert 方法中插入对 init() 的调用:

  public insert(Object data) {
    init();
    client.insert(data);
  }

后一种方法的缺点是所有线程都必须同步。在其他两种方法中，第一次调用后没有争用。