final域的重排序规则
对于final域,编译器和处理器要遵循两个重排序规则
- 在构造函数内对一个final域的写入,与随后把这个被构造对象的引用赋值给一个引用变量,这两个操作之间不能重排序.
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初次读一个包含final域的对象的引用,与随后初次读这个final域,这两个操作之间不能重排序.
假设一个线程A执行writer()方法,随后另一个线程B执行reader()方法.
下面通过这两个线程的交互俩说明这两个规则.
写final域的重排序规则
写final域的重排序规则禁止把final域的写重排序到构造函数之外的.这个规则包含以下两个方面
- JMM禁止编译器将(final域的写)重排序到构造函数之外.
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编译器会把final域的写之后,构造函数return之前,插入一个StoreStore屏障.这个屏障禁止处理器把final域的写重排序到构造函数之外.
线程执行时序图
在上图中,写普通域的操作被编译器重排序到了构造函数之外,读线程B错误地读取了普通变量i初始化之前的值.而写final域的操作,被写final域的重排序规则"限定"在了构造函数之内,读线程B正确地读取了final变量初始化后的值.
写final域的重排序规则可以确保:在对象引用为任意线程可见之前,对象final域已经被正确初始化过了,而普通域不具有这个保证.
读final域的重排序规则
读final域的重排序规则是,在一个线程中,初次读对象引用与初次读对象包含final域,JMM禁止处理器重排序这两个操作(注意,这个规则仅仅针对于处理器).编译器会在读final域操作的之前插入一个LoadLoad屏障.
初次读对象引用和初次读该对象包含的final域,这两个操作之间存在间接依赖关系.由于编译器遵守间接依赖关系,因此编译器不会重排序这两个操作.大多数处理器也会遵守间接依赖,也不会重排序这两个操作,但有少数处理器允许对存在间接以来关系的操作做重排序（比如alpha处理器），这个规则就是专门用来针对这种处理器的。
reader()方法包含3个操作
·初次读引用变量obj。
·初次读引用变量obj指向对象的普通域j。
·初次读引用变量obj指向对象的final域
现在假设写线程A没有发生任何重排序，同时程序在不遵守间接依赖的处理器上执行,下图是一种可能的执行时序.
在上图中,读对象普通域的操作被处理器重排序到读对象引用之前.读普通域时,该域还没有被线程A写入,这是一个错误的读取操作.而读final域的重排序规则会把读对象final域的操作"限定"在对象引用之后.此时该final域已经被A线程初始化过了,这是一个正确的读取操作.
读final域的重排序可以确保:在读一个对象的final域之前,一定会先读包含这个final域的对象的引用.
final域为引用类型
final域对对象的引用
本例final域为一个引用类型，它引用一个int型的数组对象。对引用类型,写final域的重排序规则对编译器和处理器增加了如下的约束:在构造函数内对一个final引用的对象的成员域的写入,与随后在构造函数外把这个被构造对象的引用赋值给一个引用变量,这两个操作之间不能重排序.(也就是1,2和4之间)
引用型final的执行时序图
参考书籍:<<Java并发编程的艺术>>
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