通过局部变量访问 volatile 字段

Question

这个问题在某种程度上是这个问题的延续和扩展，我认为完美问题：How does assigning to a local variable help here?

此问题基于Effective Java 的Item 71，建议在volatile 字段访问中引入局部变量以提高性能：

private volatile FieldType field;  
FieldType getField() {  
    FieldType result = field;  
    if (result == null) { // First check (no locking)  
        synchronized(this) {   
        result = field;  
        if (result == null) // Second check (with locking)  
            field = result = computeFieldValue();  
        }  
    }  
    return result;  
}

所以，我的问题比较常见：

我们是否应该始终通过将值分配给局部变量来访问 volatile 字段？ （为了归档最佳性能）。

即一些成语：

1. 我们有一些volatile 字段，就叫它volatileField；

2. 如果我们想在多线程方法中读取它的值，我们应该：

   1. 创建具有相同类型的局部变量：localVolatileVariable
   2. 为易失字段赋值：localVolatileVariable = volatileField

   3. 从此本地副本中读取值，例如：

      if (localVolatileVariable != null) { ... }
      

Answer 1

如果您计划执行任何类型的多步逻辑（当然，假设该字段是可变的），您必须将 volatile 变量分配给本地字段。

例如：

volatile String _field;

public int getFieldLength() {
  String tmp = _field;
  if(tmp != null) {
    return tmp.length();
  }
  return 0;
}

如果您没有使用 _field 的本地副本，则值可能会在“if”测试和“length()”方法调用之间发生变化，从而可能导致 NPE。

除了通过不进行多次易失性读取来提高速度的明显好处之外。

Answer 2

硬币有两个面。

一方面，对 volatile 的赋值就像一个内存屏障，JIT 不太可能使用 computeFieldValue 调用重新排序赋值。

另一方面，理论上这段代码会破坏 JMM。因为由于某些原因，一些 JVM 被允许重新排序 computeFieldValue 赋值，你会看到部分初始化的对象。只要变量读取不与变量写入顺序，这是可能的。

field = result = computeFieldValue();  

之前不会发生

if (result == null) { // First check (no locking) 

只要 Java 代码应该是“一次编写，到处运行”，DCL 就是一种不好的做法，应该避免。此代码已损坏，不在考虑范围内。

如果您在一个方法中多次读取 volatile 变量，通过首先将其分配给局部变量，您可以最大限度地减少此类读取，这会更昂贵。但我不认为，你会得到性能提升。这可能是理论上的改进。这种优化应该留给 JIT，而不是开发人员考虑的重点。我同意this。

Answer 3

他没有可能对 volatile 变量进行 两次 读取，而是只进行一次。 读取 volatile 可能比通常的变量要慢一些。但即便如此，我们在这里谈论的是纳秒。