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java this引用逃逸詳解

 更新時(shí)間:2020年12月01日 09:42:01   作者:Jian  
這篇文章主要介紹了java this引用逃逸的相關(guān)資料,幫助大家更好的理解和使用Java,感興趣的朋友可以了解下

1、什么是This逃逸?

  在構(gòu)造器構(gòu)造還未徹底完成前(即實(shí)例初始化階段還未完成),將自身this引用向外拋出并被其他線程復(fù)制(訪問)了該引用,可能會(huì)問到該還未被初始化的變量,甚至可能會(huì)造成更大嚴(yán)重的問題。

  廢話不多說,看一下代碼

 /**
  * 模擬this逃逸
  * @author Lijian
  *
  */
 public class ThisEscape {
   //final常量會(huì)保證在構(gòu)造器內(nèi)完成初始化(但是僅限于未發(fā)生this逃逸的情況下,具體可以看多線程對final保證可見性的實(shí)現(xiàn))
   final int i;
   //盡管實(shí)例變量有初始值,但是還實(shí)例化完成
   int j = 0;
   static ThisEscape obj;
   public ThisEscape() {
     i=1;
     j=1;
     //將this逃逸拋出給線程B
     obj = this;
   }
   public static void main(String[] args) {
     //線程A:模擬構(gòu)造器中this逃逸,將未構(gòu)造完全對象引用拋出
     /*Thread threadA = new Thread(new Runnable() {
       @Override
       public void run() {
         //obj = new ThisEscape();
       }
     });*/
     //線程B:讀取對象引用,訪問i/j變量
     Thread threadB = new Thread(new Runnable() {
       @Override
       public void run() {
               //可能會(huì)發(fā)生初始化失敗的情況解釋:實(shí)例變量i的初始化被重排序到構(gòu)造器外,此時(shí)1還未被初始化
         ThisEscape objB = obj;
         try {
           System.out.println(objB.j);
         } catch (NullPointerException e) {
           System.out.println("發(fā)生空指針錯(cuò)誤:普通變量j未被初始化");
         }
         try {
           System.out.println(objB.i);
         } catch (NullPointerException e) {
           System.out.println("發(fā)生空指針錯(cuò)誤:final變量i未被初始化");
         }
       }
     });
       //threadA.start();
       threadB.start();
   }
 }

輸出結(jié)果:這說明ThisEscape還未完成實(shí)例化,構(gòu)造還未徹底結(jié)束。

發(fā)生空指針錯(cuò)誤:普通變量j未被初始化
發(fā)生空指針錯(cuò)誤:final變量i未被初始化

另一種情況是利用線程A模擬this逃逸,但不一定會(huì)發(fā)生,線程A模擬構(gòu)造器正在構(gòu)造...而線程B嘗試訪問變量,這是因?yàn)?/p>

(1)由于JVM的指令重排序存在,實(shí)例變量i的初始化被安排到構(gòu)造器外(final可見性保證是final變量規(guī)定在構(gòu)造器中完成的);

(2)類似于this逃逸,線程A中構(gòu)造器構(gòu)造還未完全完成。

所以嘗試多次輸出(相信我一定會(huì)發(fā)生的,只是概率相對低),也會(huì)發(fā)生類似this引用逃逸的情況。

/**
 * 模擬this逃逸
 * @author Lijian
 *
 */
public class ThisEscape {
  //final常量會(huì)保證在構(gòu)造器內(nèi)完成初始化(但是僅限于未發(fā)送this逃逸的情況下)
  final int i;
  //盡管實(shí)例變量有初始值,但是還實(shí)例化完成
  int j = 0;
  static ThisEscape obj;
  public ThisEscape() {
    i=1;
    j=1;
    //obj = this ;
  }
  public static void main(String[] args) {
    //線程A:模擬構(gòu)造器中this逃逸,將未構(gòu)造完全對象引用拋出
    Thread threadA = new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
        //構(gòu)造初始化中...線程B可能獲取到還未被初始化完成的變量
        //類似于this逃逸,但并不定發(fā)生
        obj = new ThisEscape();
      }
    });
    //線程B:讀取對象引用,訪問i/j變量
    Thread threadB = new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
        //可能會(huì)發(fā)生初始化失敗的情況解釋:實(shí)例變量i的初始化被重排序到構(gòu)造器外,此時(shí)1還未被初始化
        ThisEscape objB = obj;
        try {
          System.out.println(objB.j);
        } catch (NullPointerException e) {
          System.out.println("發(fā)生空指針錯(cuò)誤:普通變量j未被初始化");
        }
        try {
          System.out.println(objB.i);
        } catch (NullPointerException e) {
          System.out.println("發(fā)生空指針錯(cuò)誤:final變量i未被初始化");
        }
      }
    });
      threadA.start();
      threadB.start();
  }
}

2、什么情況下會(huì)This逃逸?

(1)在構(gòu)造器中很明顯地拋出this引用提供其他線程使用(如上述的明顯將this拋出)。

(2)在構(gòu)造器中內(nèi)部類使用外部類情況:內(nèi)部類訪問外部類是沒有任何條件的,也不要任何代價(jià),也就造成了當(dāng)外部類還未初始化完成的時(shí)候,內(nèi)部類就嘗試獲取為初始化完成的變量

  • 在構(gòu)造器中啟動(dòng)線程:啟動(dòng)的線程任務(wù)是內(nèi)部類,在內(nèi)部類中xxx.this訪問了外部類實(shí)例,就會(huì)發(fā)生訪問到還未初始化完成的變量
  • 在構(gòu)造器中注冊事件,這是因?yàn)樵跇?gòu)造器中監(jiān)聽事件是有回調(diào)函數(shù)(可能訪問了操作了實(shí)例變量),而事件監(jiān)聽一般都是異步的。在還未初始化完成之前就可能發(fā)生回調(diào)訪問了未初始化的變量。

在構(gòu)造器中啟動(dòng)線程代碼實(shí)現(xiàn):

/**
 * 模擬this逃逸2:構(gòu)造器中啟動(dòng)線程
 * @author Lijian
 *
 */
public class ThisEscape2 {
  final int i;
  int j;
  public ThisEscape2() {
    i = 1;
    j = 1;
    new Thread(new RunablTest()).start();
  }
  //內(nèi)部類實(shí)現(xiàn)Runnable:引用外部類
  private class RunablTest implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
      try {
        System.out.println(ThisEscape2.this.j);
      } catch (NullPointerException e) {
        System.out.println("發(fā)生空指針錯(cuò)誤:普通變量j未被初始化");
      }
      try {
        System.out.println(ThisEscape2.this.i);
      } catch (NullPointerException e) {
        System.out.println("發(fā)生空指針錯(cuò)誤:final變量i未被初始化");
      }
    }

  }
  public static void main(String[] args) {
    new ThisEscape2();
  }
}

構(gòu)造器中注冊事件,引用網(wǎng)上的一段偽代碼將以解釋:

public class ThisEscape3 {
  private final int var;
 
  public ThisEscape3(EventSource source) {     //注冊事件,會(huì)一直監(jiān)聽,當(dāng)發(fā)生事件e時(shí),會(huì)執(zhí)行回調(diào)函數(shù)doSomething
    source.registerListener(       //匿名內(nèi)部類實(shí)現(xiàn)
      new EventListener() {
        public void onEvent(Event e) {            //此時(shí)ThisEscape3可能還未初始化完成,var可能還未被賦值,自然就發(fā)生嚴(yán)重錯(cuò)誤
          doSomething(e);
        }
      }
    );
    var = 10;
  }
  // 在回調(diào)函數(shù)中訪問變量
  int doSomething(Event e) {
    return var;
  }
}

3、怎樣避免This逃逸?
  (1)單獨(dú)編寫一個(gè)啟動(dòng)線程的方法,不要在構(gòu)造器中啟動(dòng)線程,嘗試在外部啟動(dòng)。

...
private Thread t;
public ThisEscape2() {
  t = new Thread(new EscapeRunnable());
}

public void initStart() {
  t.start();
}
...

 ?。?)將事件監(jiān)聽放置于構(gòu)造器外,比如new Object()的時(shí)候就啟動(dòng)事件監(jiān)聽,但是在構(gòu)造器內(nèi)不能使用事件監(jiān)聽,那可以在static{}中加事件監(jiān)聽,這樣就跟構(gòu)造器解耦了

static{
  source.registerListener(
      new EventListener() {
        public void onEvent(Event e) {
          doSomething(e);
        }
      }
    );
    var = 10;
  }
}

4、總結(jié)

  this引用逃逸問題實(shí)則是Java多線程編程中需要注意的問題,引起逃逸的原因無非就是在多線程的編程中“濫用”引用(往往涉及構(gòu)造器中顯式或隱式地濫用this引用),在使用到this引用的時(shí)候需要特別注意!

  同時(shí)這會(huì)涉及到:final的內(nèi)存語義,即final域禁止重排序問題(2020.11.22增加),包括寫final域與讀final域重排序兩個(gè)規(guī)則(參考資料《Java并發(fā)編程的藝術(shù)》)

以上就是java this引用逃逸詳解的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于java this引用逃逸的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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