是否可以重新排序實例初始化和分配給共享變量？

Question

我正在閱讀一篇文章 ，其中涉及雙重檢查鎖定，但我對作為示例提供的代碼中更基本的失敗感到驚訝。 在那里聲明，實例的初始化（即，在構造函數返回之前發生的實例變量的寫入）可能會在對實例的引用寫入共享變量（在靜態字段中） 之后重新排序。以下示例）。

使用以下Foo類的定義是否正確，一個線程執行Foo.initFoo(); 和另一個執行System.out.println(Foo.foo.a);線程System.out.println(Foo.foo.a); ，第二個線程可能會打印0 （而不是1或拋出NullPointerException ）？

class Foo {
    public int a = 1;

    public static Foo foo;

    public static void initFoo() {
        foo = new Foo();
    }

    public static void thread1() {
        initFoo(); // Executed on one thread.
    }

    public static void thread2() {
        System.out.println(foo.a); // Executed on a different thread
    }
}

根據我對Java內存模型（以及其他語言中的內存模型）的了解，實際上我並不感到驚訝，這是可能的，但直覺投票非常強烈，因為它是不可能的（可能因為涉及對象初始化而對象初始化似乎如此在Java中神聖）。

是否可以在第一個線程中沒有同步的情況下“修復”此代碼（即它永遠不會打印0 ）？

Answer 1

調用foo = new Foo(); 涉及幾個可能重新排序的操作，除非你引入適當的同步來防止它：

1. 為新對象分配內存
2. 寫字段的默認值（ a = 0 ）
3. 寫字段的初始值（ a = 1 ）
4. 發布對新創建的對象的引用

如果沒有正確的同步，可能會重新排序步驟3和4（請注意，步驟2必須在步驟4之前發生），盡管x86架構上的熱點不太可能發生。

為了防止它你有幾個解決方案，例如：

• 做a決賽
• 同步訪問foo （使用同步的init AND getter）。

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在不進入JLS＃17的復雜性的情況下，您可以閱讀關於類初始化的JLS＃12.4.1 （強調我的）：

初始化代碼不受限制的事實允許構造示例，其中在評估其初始化表達式之前，當它仍然具有其初始默認值時可以觀察到類變量的值 ，但是這樣的示例在實踐中是罕見的。 （ 這些示例也可以構造為例如變量初始化 。）這些初始化器中可以使用Java編程語言的全部功能。 程序員必須小心謹慎。 這種能力給代碼生成器帶來了額外的負擔，但是在任何情況下都會產生這種負擔，因為Java編程語言是並發的。

Answer 2

即使在x86下，JIT編譯器的實例初始化重新排序也是可能的。 但是，編寫可以觸發此類重新排序的代碼有點棘手。 關於如何重現這種重新排序，請參閱我的問題：

Hotspot JIT編譯器是否可以重現任何指令重新排序？