易失和同步以解决竞争条件：单例成员字段

Question

我在尝试理解和修复 Fortify 扫描报告的错误时遇到了一些问题。我有这门课：

public class DaoImpl extends BaseDaoImpl {
    private static volatile String sNric;
    
    synchronized private void setInfo(InfoTO pers) {
        sNric = pers.getNRIC();
    }

    synchronized public InfoTO getInfo() { 
        InfoTO pers = new InfoTO();
        sNric = retrieveDetail();
        pers.setNRIC(sNric);
    }

    synchronized private String retrieveDetail() {
        // some logic to get info from database
    }
}

我的代码最初没有 static volatile 和 synchronized 关键字。 Fortify 在sNric 和sNric = retrieveDetail(); 的变量声明中报告了Race Condition: Singleton Member Field 警告

我去研究发现this solution。但是，我不太确定 volatile 和 synchronized 的概念。上面提出的解决方案会导致一些死锁问题吗？

Answer 1

volatile 和synchronized 的“概念”是你可能不应该这样做。

如果您在所有访问和更新共享变量（例如您的sNric 变量）的方法中使用synchronized，那么声明volatile 是多余且低效的。

关于你关于死锁的问题，我看不出有任何方法可以让你仅仅根据上面的代码得到死锁。 但是，您没有向我们展示InfoTO 的代码或使用这些类的代码。涉及DaoImpl实例锁和其他锁的死锁并非不可能发生。

如果您担心getInfo 调用this.retrieveDetail 可能会出现死锁。这里只涉及一个（DaoImpl 实例）锁，Java 原始锁是可重入的。 （如果线程试图获取它已经持有的原始锁，它不会被阻塞。）

最后，如果您担心线程安全，您应该检查setNRIC 和getNRIC 是否是线程安全的。如果不是，我认为以上内容不能安全地处理InfoTo 对象。

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请注意，除非您考虑到它所依赖的其他类以及它使用/打算使用的方式，否则您无法推断类的线程安全性。

Answer 2

您没有真正为某个答案提供足够的信息和代码详细信息。但我会试一试。

AtomicReference

引用comment above by scottb：

共享变量的线程安全是关于状态转换的可见性和原子性。

我经常更喜欢使用the Atomic… classes 来解决可见性和原子性问题。这些类可以提供volatile 和synchronized 的替代方案。

在这种情况下，我们可以使用AtomicReference 类作为其有效负载保存对您当前所需的String 值的引用。请注意，我们将其标记为final，因为对AtomicReference 对象本身的引用永远不会改变。它的有效负载，一个将我们带到所需String 对象的引用（指针），确实发生了变化。在某一时刻它可能指向String 值"dog"，而稍后它可能指向String 值"cat"。但是String 的容器始终是相同的AtomicReference 对象，它是包含文本的包装器，包含String 对象。

如果你的 InfoTO 类看起来像这样：

package work.basil.example;

public class InfoTO
{
    private String nric ;

    public String getNric ( ) { return this.nric; }

    public void setNric ( String nric ) { this.nric = nric; }
}

...那么您的DaoImpl 可能看起来像这样：

package work.basil.example;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

public class DaoImpl
{
    private AtomicReference < String > sNric;

    private void setInfo ( InfoTO pers )
    {
        this.sNric.set( pers.getNric() );
    }

    public InfoTO getInfo ( )
    {
        InfoTO pers = new InfoTO();
        String s = retrieveDetail();
        pers.setNric( s );
        return pers ;
    }

    private String retrieveDetail ( )
    {
        return this.sNric.get();
    }
}

你的台词：

        sNric = retrieveDetail();
        pers.setNRIC(sNric);

……对我来说没有意义。您使用字段来保存临时值。所以我用一个局部变量代替。

您的retrieveDetail 方法对我来说毫无意义。您似乎从调用数据库返回的字符串值与您在字段sNric 中缓存的字符串值完全相同。所以我改变了那个方法来访问缓存字段sNric。这似乎更符合您的预期逻辑，更重要的是，它显示了 AtomicReference 的 getter 和 setter 的作用。

当然，正如其他人所说，在您没有向我们展示的大量代码中，您很可能还存在其他线程安全问题。