多线程：使用对象时它们被设置为null

Question

我有一个小应用程序，其中包含一个渲染线程。这个线程的唯一作用是在当前位置绘制我的对象。

我有一些类似以下代码的代码:

public void render()
{
    // ... rendering various objects

    if (mouseBall != null) mouseBall.draw()

}

我还有一些鼠标处理程序，当用户点击鼠标时，会创建并设置mouseBall为一个新的球。然后用户可以拖动鼠标，球会跟随鼠标移动。当用户释放球时，我有另一个鼠标事件将mouseBall设置为null。

问题是，我的渲染循环运行得足够快，以至于在随机时间，条件（mouseBall != null）会返回true，但在那一瞬间之后，用户会松开鼠标，我会因为尝试在空对象上执行.draw()而得到nullpointer异常。

对于这样的问题，解决方案是什么？

- anon

Answer 1

问题在于你两次访问了 `mouseBall`，一次是为了检查它是否不是 `null`，另一次是为了调用其上的一个函数。你可以通过使用一个临时变量来避免这个问题，例如：

```java var temp = mouseBall; if (temp != null) { temp.doSomething(); } ```

public void render()
{
    // ... rendering various objects
    tmpBall = mouseBall;
    if (tmpBall != null) tmpBall.draw();
}

- Greg Hewgill

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没错。如果你要在没有同步块的情况下进行这个操作，确保mouseBall是易变的（即使用volatile关键字）。 - Dave L.

Answer 2

你需要同步 if 和 draw 语句，以确保它们作为一个原子序列运行。在 Java 中，可以这样做：

    
public void render()
{
    // ... rendering various objects
    synchronized(this) {
        if (mouseBall != null) mouseBall .draw();
   }
}

- Aseraphim

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这将在整个mouseBall.draw()方法调用期间持有“this”上的锁，可能比您需要持有锁的时间更长。而且，只有当对mouseBall的所有其他访问（包括读取和写入）也被synchronized（this）{...}块包围时，这才是原子操作。 - Greg Hewgill

Answer 3

我知道您已经接受了其他答案，但第三个选项是使用java.util.concurrent.atomic包中的AtomicReference类。它提供了检索、更新和比较操作，这些操作在不需要任何支持代码的情况下可以原子方式执行。因此，在您的示例中：

public void render()
{
    AtomicReference<MouseBallClass> mouseBall = ...;

    // ... rendering various objects
    MouseBall tmpBall = mouseBall.get();
    if (tmpBall != null) tmpBall.draw();
}

这看起来与Greg的解决方案非常相似，从概念上讲，它们都使用波动性来确保值的新鲜度，并在使用值之前复制临时副本以应用条件。

因此，这里使用的确切示例并不是展示AtomicReferences强大的好例子。相反，考虑您的另一个线程仅在mouseball变量已经为null时才更新 - 这是各种初始化样式代码块的有用惯用语法。在这种情况下，通常必须使用同步来确保如果您检查并发现球为空，则在尝试设置它时它仍将为空（否则您将回到原始问题的领域）。但是，使用AtomicReference，您只需简单地说：

mouseBall.compareAndSet(null, possibleNewBall);

由于这是一项原子操作，因此如果一个线程将值视为null，则它也会在其他线程有机会读取它之前将其设置为possibleNewBall引用。

使用原子引用的另一个好习惯是，如果您无条件地设置某些内容但需要执行旧值的某种清理，则可以使用以下语法：

   MouseBall oldBall = mouseBall.getAndSet(newMouseBall);
   // Cleanup code using oldBall

AtomicInteger有许多好处，其中getAndIncrement()方法非常适用于全局共享计数器，因为你可以保证每次调用它都会返回一个不同的值，无论线程之间的交错如何。轻松实现线程安全。

- dtsazza