设置这个引用是线程安全的吗？

Question

我一直得到混合的答案，关于这段代码是否线程安全。我正在使用Java 8。

private final Object lock = new Object();
private volatile Object reference = null;

public Object getOrCompute(Supplier<Object> supplier) {
    if (reference == null) {
        synchronised(lock) {
            if (reference == null) {
                reference = supplier.get();
            }
        }
    }

    return reference;
}

我的期望是，对于这个类的新实例，在多次调用 getOrCompute() 的情况下，只会调用一个供应商，并且该供应商的结果将成为所有调用（以及未来的调用）getOrCompute() 的结果。

- Cheetah

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根据这篇文章，一些非常重要的Java专家认为，由于volatile引用，您的代码是线程安全的。 - Keppil

希望 supplier.get() 永远不会返回 null。 - Andy Brown

@AndyBrown 如果它返回 null，有什么问题吗？ - grape_mao

@grape_mao 它将在每次调用 getOrCompute() 时被调用。 - biziclop

很好听到你所听到的关于这段代码为什么不是线程安全的论据。 - Chris K

Answer 1

这是安全的，因为supplier.get()中所做的任何事情都不能与对reference的赋值重新排序。 （更准确地说，在您对reference进行volatile读取时，它不应该被重新排序。）

锁提供了排他性和易变写/读语义提供了可见性。请注意，这只在Java 5之后才成立，那是很久以前发布的，但您仍然会在互联网上找到过时的文章，称双重检查锁定（这是这种惯用语的官方名称）不起作用。当时他们是正确的，但现在已经过时了。

然而，如果供应商提供可变对象，则可能不安全。但那是另一回事。

- biziclop

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@Gemtastic 对于像这样的只写字段，两者是等价的。 - biziclop

就我们所知，代码的其他部分可能会将“reference”变量再次转为null，这是不安全的。毕竟，该变量是可访问的。 - Gemtastic

@Gemtastic 这个变量是私有的，可以安全地假设 OP 在帖子中包含了所有相关的代码。 - biziclop

@Gemtastic 这个问题是关于这段代码是否安全，而不是如果将来添加了一些假设的代码它是否仍然安全。当然，如果您多次设置reference的值，它就不会保持安全，但那将是另一段代码。 - biziclop

@Gemtastic 好的，让我们从不同的角度来看待这个问题。不同线程调用getOrCompute()的顺序是否会影响输出结果？答案是否定的，除非supplier.get()有副作用（但它不应该有）。这意味着该方法是幂等的，并且幂等的代码单元是线程安全的。 - biziclop

Answer 2

同步并不是线程安全的。它阻碍了多个线程同时访问对象，但对于哪个线程首先访问对象，以及获得对象后它会执行什么操作，同步是没有控制的。同步只能限制一次只有一个线程访问对象，第一个访问它的线程会优先访问。

在这种情况下，唯一起作用的是防止多个线程实例化对象。如果对象已经实例化，那么任何想要该对象的线程都可以获得它，而且没有任何线程安全性。

想象一下，你有一个线程正在访问方法和实例化对象，并将其检索出来，而在它检索对象的同时，另一个线程正在尝试实例化它，由于对象已存在，因此它将无法实例化，直接跳转到检索对象，就像第一个线程一样，这些线程现在可以同时修改对象，因此不是线程安全的。但是新对象的实例化在某种程度上是线程安全的，因为该对象只能被实例化一次。

- Gemtastic

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在这种情况下，它所做的唯一事情就是防止多个线程实例化对象。它远不止于此，它确保提供的对象对所有后续调用者可见。这就是“安全”的定义。 - biziclop

是的，我将同步块内部的操作称为“实例化”，因为当你将其推向极限时，它就会这样做；它用supplier.get()中的任何内容替换reference的值/引用，因此该部分是线程安全的；只有一个线程可以执行此操作。但是reference对象不是线程安全的，接收它的线程可以随意更改它。 - Gemtastic

OP的例子展示了一个众所周知的设计模式——双重检查锁定。双重检查锁定的整个目的就是以线程安全的方式初始化单例对象。因此，如果它唯一的作用就是防止多个线程实例化和使用该类的不同实例，那么它正好做到了它应该做的事情，并且还以线程安全的方式完成了这个任务。 - Solomon Slow