线程安全的静态映射的延迟加载

Question

我正在尝试以线程安全的方式延迟初始化地图。 我想出了以下这个按需初始化持有人的习惯用法 ：

private static class NameIndexMapHolder {
    private static final Map<String, Long> NAME_INDEX_MAP;
    static {
        Map<String, Long> map = new HashMap<>();
        map.put("John", 3424534643);
        map.put("Jane", 4328759749);
        NAME_INDEX_MAP = Collections.unmodifiableMap(map);
    }
}

public static Map<String, Long> getNameIndexMap() {
    return NameIndexMapHolder.NAME_INDEX_MAP;
}

这样行吗？ 它是线程安全的吗？ 根据我的阅读，这仅适用于Singletons。 我读过的唯一其他选择是双重检查锁定，它似乎有其自身的问题。

Answer 1

保证静态块以线程安全的方式初始化。 单例只是一个用例。 您的代码是完全线程安全的。 有关更多详细信息，请参见此讨论。

但是，您的初始化只是伪惰性的 （我自己的虚构术语）。 直到在代码中引用类后，类才会初始化（JVM进行的懒类初始化），但是从技术上讲，您的映射会立即进行初始化（首次访问类时）。 有关类加载的更多信息，请参见此讨论。

Answer 2

是的，这是线程安全和惰性的。

首先，让我们看一下它是否是线程安全的：

1. 两个线程可以分配对NAME_INDEX_MAP的引用吗？ 号中发生的静态初始化，当类进行初始化（其仅执行JLS 8.7 ）。 类初始化使用同步来确保只有一个线程将执行初始化程序（ JLS 12.4.2 ）。
2. 初始出版物安全吗？ 是。 JLS实际上对此有点模糊，但是VM定义（JVMS）是明确的：

   1：在C的初始化锁LC上同步。...

   ...

   4：如果C的Class对象指示C已被初始化，则无需采取进一步的措施。 释放LC并正常完成。

   ...

   如果Java虚拟机实现可以确定类的初始化已经完成，则Java虚拟机实现可以通过取消步骤1中的锁获取（并在步骤4/5中释放）来优化此过程，前提是按照Java内存模型进行操作，则在执行优化时，如果获得了锁将存在的所有先发生顺序（JLS§17.4.5）仍然存在 。

   （ JVMS 5.5 ，添加了重点）

3. 发布后会修改对象吗？ 不会。它包装在unmodifiableMap中，没有其他对基础的可修改HashMap的引用。

那么，这是懒惰的吗？ 是; 类初始化仅在第一次访问该类的任何成员之前立即发生（ JLS 12.4.1 ），在这种情况下，您只有一个字段。 因此，初始化只会在您第一次访问NAME_INDEX_MAP之前立即进行，这是您想要的惰性。

Answer 3

除非我要编写java <5的代码，否则我将进行双重检查锁定：

public final class Example {
    private static final Object LOCK = new Object();
    private static volatile Map<String, Long> NAME_INDEX_MAP;

    public static Map<String, Long> getNameIndexMap() {
        if (null == NAME_INDEX_MAP) {
            synchronized (LOCK) {
                if (null == NAME_INDEX_MAP) {
                    NAME_INDEX_MAP = new HashMap<>();
                    NAME_INDEX_MAP.put("abc", 123);

                    //maybe make it immutable or use a ConcurrentMap instead?
                    NAME_INDEX_MAP = Collections.unmodifiableMap(NAME_INDEX_MAP);
                }
            }
        }

        return NAME_INDEX_MAP;
    }
}

使双重检查的锁定习惯用法适用于Java> = 5的关键是声明映射引用为volatile ，这将使JVM在约束之前进行必要的操作。