我想為Java中的多線程實現延遲初始化。我有一些這樣的代碼：class Foo { private Helper helper = null; public Helper getHelper() { if (helper == null) { Helper h; synchronized(this) { h = helper; if (h == null) synchronized (this) { h = new Helper(); } // release inner synchronization lock helper = h; } } return helper; } // other functions and members...}我得到了“雙重檢查鎖定已損壞”聲明。我該如何解決？
3 回答
www說
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以下是第71項中建議的慣用語：明智地使用 Effective Java：
如果您需要使用延遲初始化來提高實例字段的性能，請使用double-check idiom。這種習慣用法避免了在初始化字段后訪問字段時發生鎖定的費用（項67）。習慣用語的想法是檢查字段的值兩次（因此，將其命名為double-check）：一次不鎖定，然后，如果該字段似乎未初始化，則第二次鎖定。僅當第二次檢查表明該字段未初始化時，該調用才會初始化該字段。因為如果該字段已經初始化就沒有鎖定，所以聲明該字段至關重要volatile（項目66）。這是成語：
// Double-check idiom for lazy initialization of instance fields
private volatile FieldType field;
private FieldType getField() {
FieldType result = field;
if (result != null) // First check (no locking)
return result;
synchronized(this) {
if (field == null) // Second check (with locking)
field = computeFieldValue();
return field;
}
}
該代碼可能看起來有些混亂。特別是，對局部變量結果的需求可能不清楚。該變量的作用是確保在已初始化字段的常見情況下，該字段僅被讀取一次。盡管不是絕對必要的，但是這可以提高性能，并且通過應用于低級并發編程的標準可以更加優雅。在我的機器上，上述方法比不帶局部變量的明顯方法快25％。
在1.5版之前，由于volatile修飾符的語義不足以支持它，所以雙重檢查慣用語不能可靠地工作[Pugh01]。版本1.5中引入的內存模型解決了此問題[JLS，17，Goetz06 16]。如今，仔細檢查慣用語是延遲初始化實例字段的首選技術。雖然您也可以將雙重檢查慣用語應用于靜態字段，但沒有理由這樣做：惰性初始化持有人類慣用語是更好的選擇。
參考
有效的Java，第二版
項目71：明智地使用惰性初始化
眼眸繁星
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使用ThreadLocal的DCL作者：Brian Goetz @ JavaWorld
DCL有什么問題？
DCL依賴于資源字段的不同步使用。這似乎無害，但事實并非如此。要了解為什么，請想象線程A在同步塊內部，執行語句resource = new Resource（）;。而線程B剛剛進入getResource（）?？紤]此初始化對內存的影響。新資源對象的內存將被分配；Resource的構造函數將被調用，初始化新對象的成員字段；并且SomeClass的字段資源將被分配一個對新創建對象的引用。
class SomeClass {
private Resource resource = null;
public Resource getResource() {
if (resource == null) {
synchronized {
if (resource == null)
resource = new Resource();
}
}
return resource;
}
}
但是，由于線程B不在同步塊內執行，因此它們看到這些內存操作的順序可能與一個線程A的執行順序不同。B可能會按照以下順序看到這些事件（并且編譯器還可以自由地重新排列這樣的指令）：分配內存，分配對資源的引用，調用構造函數。假設線程B在分配了內存并設置了資源字段之后但在調用構造函數之前出現。它看到資源不為空，跳過同步塊，并返回對部分構造的Resource的引用！不用說，結果既不是預期的也不是期望的。
ThreadLocal可以幫助修復DCL嗎？
我們可以使用ThreadLocal來實現DCL習慣用法的明確目標-延遲初始化，而無需在公共代碼路徑上進行同步?？紤]以下（線程安全）DCL版本：
清單2.使用ThreadLocal的DCL
class ThreadLocalDCL {
private static ThreadLocal initHolder = new ThreadLocal();
private static Resource resource = null;
public Resource getResource() {
if (initHolder.get() == null) {
synchronized {
if (resource == null)
resource = new Resource();
initHolder.set(Boolean.TRUE);
}
}
return resource;
}
}
我認為; 這里每個線程將一次進入SYNC塊以更新threadLocal值；那么它不會。因此，ThreadLocal DCL將確保線程僅在SYNC塊內進入一次。
同步到底是什么意思？
Java將每個線程視為在其具有自己的本地內存的處理器上運行，每個線程都與共享的主內存通信并與之同步。即使在單處理器系統上，由于內存高速緩存的影響以及使用處理器寄存器存儲變量的影響，該模型還是有意義的。當線程修改其本地內存中的位置時，該修改最終還將顯示在主內存中，并且JMM定義了JVM必須何時在本地和主內存之間傳輸數據的規則。Java架構師意識到，過于嚴格的內存模型會嚴重破壞程序性能。他們試圖設計一種內存模型，該內存模型將使程序在現代計算機硬件上運行良好，同時仍提供保證，以允許線程以可預測的方式進行交互。
Java可預測地呈現線程之間的交互的主要工具是synced關鍵字。許多程序員在強制執行互斥信號量（mutex）時嚴格考慮同步，以防止一次由多個線程執行關鍵部分。不幸的是，這種直覺不能完全描述同步的含義。
同步的語義確實的確包括基于信號量狀態的相互排斥執行，但是它們還包括有關同步線程與主內存交互的規則。特別是，獲取或釋放鎖會觸發內存屏障，即線程的本地內存和主內存之間的強制同步。（某些處理器（例如Alpha）具有用于執行內存屏障的顯式機器指令。）當線程退出同步塊時，它將執行寫屏障-在釋放之前，必須將在該塊中修改的所有變量清除到主內存中鎖。同樣，進入同步塊時，它執行讀取屏障操作-好像本地存儲器已失效，并且它必須從主存儲器中獲取將在該塊中引用的所有變量。
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