如何重现代码规范中提到的多线程错误？(TSM03-J.不要发布部分初始化的对象)

Question

我正在使用谷歌翻译阅读"SEI CERT Oracle编码标准的Java“。

其中一个建议是TSM03-J.不要发布部分初始化的对象，它给出了将导致“发布部分初始化对象”的代码。

我想重现文章中提到的错误，但失败了。谁能给我举个例子吗？

不要与下面的场景混淆，尽管它也可以得到部分初始化的对象。TSM01 01-J.在对象构造过程中不要让此引用转义。

class Foo {
  private Helper helper;

  public Helper getHelper() {
    return helper;
  }

  public void initialize() {
    helper = new Helper(42);
  }
}

public class Helper {
  private int n;

  public Helper(int n) {
    this.n = n;
  }
  // ...
}

然后在那一页上有解释

如果一个线程在执行initialize()方法之前使用getHelper()方法访问助手，那么该线程将观察到一个未初始化的助手字段。稍后，如果一个线程调用initialize()，另一个调用getHelper()，则第二个线程可以观察到以下情况之一：

• 助手引用为null。
• 一个完全初始化的Helper对象，其n字段设置为42
• 带有未初始化n的部分初始化Helper对象，其中包含默认值0

为了测试目的，我在"Helper“中添加了以下代码

    public int getN() {
        return n;
    }

下面是测试代码，我认为测试代码会输出“发布部分初始化的对象”，但是什么也没有发生。

public class Program {
    public static void main(String[] args) {
        boolean getZero = false;
        while (!getZero) {

            Foo foo = new Foo();
            new Thread(foo::initialize).start();

            while (true) {
                Helper helper;
                if ((helper = foo.getHelper()) != null) {
                    if (helper.getN() == 0) {
                        getZero = true;
                        System.out.println("publish partially initialized objects");
                    }
                    break;
                }
            }
        }
    }
}

如何重现代码规范中提到的多线程错误？

Answer 1

从同一页，

特别是，JMM允许编译器为新Helper对象分配内存，并在初始化新helper对象之前将对该内存的引用分配给Helper字段。换句话说，编译器可以重新排序对helper实例字段的写和初始化Helper对象(即that .n= n)的写，这样前者就会先发生。--这可以公开一个竞赛窗口，在此期间，其他线程可以观察到一个部分初始化的Helper对象实例。

要在这里观察部分初始化的对象，您的代码需要在读取foo.getHelper().getN()时点击这个争用窗口。你可以运行它数百万次，但仍然没有发生这种情况。就像大多数与多线程相关的错误一样，复制起来也不容易。