深入思考系列——"Synchronization on a non-final field"

場景

程序裏面使用了synchronized關鍵字，IntelliJ IDEA右邊出現了黃色條，移動到上面，提示如下：

環境

軟件	版本
JDK	1.8
IntelliJ IDEA	2019.1

原因

從提示來看，就是說，如果變量的引用發生了改變，就會導致synchronized失效，然後其他線程就會進入原本沒有結束的synchronized代碼塊。所以要使用final來修飾變量，使引用不發生改變。

嘗試

接下來讓我們來驗證一下，是否真的如提示所說。

錯誤範例

我寫了以下代碼，請各位讀者看：

public class Test1 implements Runnable{
    private Byte[] flag = new Byte[1];
    
    @Override
    public void run() {
        synchronized (flag){
            System.out.println(new Date()+" 開始休眠"+Thread.currentThread().getName());
            flag = new Byte[11];
            try {
                Thread.sleep(10000);

                System.out.println(new Date()+" 結束休眠"+Thread.currentThread().getName());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Test1 test = new Test1();
        new Thread(test).start();
        Thread.sleep(100);
        new Thread(test).start();
    }
}

如果synchronized關鍵字有生效的話，就會導致前後兩個線程會間隔10秒打印日誌。結果如下：

Fri Apr 10 22:03:43 CST 2020 開始休眠Thread-0
Fri Apr 10 22:03:43 CST 2020 開始休眠Thread-1
Fri Apr 10 22:03:53 CST 2020 結束休眠Thread-0
Fri Apr 10 22:03:53 CST 2020 結束休眠Thread-1

從結果可以看到，中間兩個線程基本沒有間隔就開始了。和我們的預期是存在差異的。那是什麼原因導致了變量的引用發生了改變嗎？就是代碼裏面的那行重新賦值的語句：

flag = new byte[11];

所以，也正如提示所說的，就是因爲變量的引用發生了改變，所以導致了synchronized關鍵字沒有生效。接下來就讓我們開始正確的嘗試階段。

正確範例

我對錯誤範例裏面的代碼進行優化，在這裏主要按照提示所說，加上final來使得對象不必改變，各位讀者跟隨我的思路來。

public class Test1 implements Runnable{
    private final Byte[] flag = new Byte[1];

    @Override
    public void run() {
        synchronized (flag){
            System.out.println(new Date()+" 開始休眠"+Thread.currentThread().getName());
            flag[0] = 11;
            // 因爲變量設置爲了final，沒有辦法進行修改。故註釋掉。
			//flag = new Byte[11];
            try {
                Thread.sleep(10000);

                System.out.println(new Date()+" 結束休眠"+Thread.currentThread().getName());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Test1 test = new Test1();
        new Thread(test).start();
        Thread.sleep(100);
        new Thread(test).start();
    }
}

結果如下：

Sun Apr 12 00:25:33 CST 2020 開始休眠Thread-0
Sun Apr 12 00:25:43 CST 2020 結束休眠Thread-0
Sun Apr 12 00:25:43 CST 2020 開始休眠Thread-1
Sun Apr 12 00:25:53 CST 2020 結束休眠Thread-1

從結果來看，這個時候的synchronized是已經生效了。因爲加了final，導致變量無法被改變引用。

總結

併發情況下面，一個變量如果是打算作爲鎖，就得考慮是否會被更新引用的情況。所以，併發情況下，還是要多思考，才能寫出質量上乘的代碼。

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