不可变数据的延迟初始化总是线程安全的吗？

Question

我有两个班级A 和B：

class A {
    private final String someData;
    private B b;

    public String getSomeData() { return someData; }

    public B getB() {
        if (b == null) {
             b = new B(someData);
        }
        return b;
    }
}

其中B 是不可变的，并且仅从A 的实例计算其数据。 A 具有不可变的语义，但它的内部是可变的（如 java.lang.String 中的 hashCode）。

当我从两个不同的线程调用getB()，并且调用重叠时，我假设每个线程都有自己的B 实例。但是由于B的构造函数只获取不可变数据，所以B的两个实例应该相等。

正确吗？如果不是，我必须让getB() 同步以使其成为线程安全的吗？

假设B实现equals()，比较B的所有实例变量。hashCode()也一样

Answer 1

这不是线程安全的，因为您没有与volatile 或synchronized 创建任何“发生前”关系，因此两个线程可能会相互干扰其他。

问题是虽然b = new B(someData)的意思是“为B的实例分配足够的内存，然后在那里创建实例，然后将b指向它”，但允许系统将其实现为“分配足够B 实例的内存，然后将 b 指向它，然后创建实例”（因为在单线程应用程序中，这是等效的）。因此，在您的代码中，两个线程可以创建 separate 实例但返回 same 实例，一个线程有可能在实例之前返回另一个线程的实例 已完全初始化。

Answer 2

对于“但是由于 B 的构造函数只获取不可变数据，因此 B 的两个实例应该相等。” 如您所知，它不是线程安全的，一个线程可能会获得未初始化的 B 实例（B 为空或不一致的状态，其中一些数据尚未设置）其他线程可能会获得带有一些数据集的 b 实例。

要解决此问题，您需要同步 getB 方法或使用带双重检查锁的同步块或一些非阻塞技术，如 AtomicReference。供您参考，我在此处添加示例代码，了解如何使用 AtomicReference 实现正确的 threadSafe getB() 方法。

class A {
    private final String someData = "somedata";
    private AtomicReference<B> bRef;

    public String getSomeData() { return someData; }

    public B getB() {
        if(bRef.get()== null){
            synchronized (this){
                if(bRef.get() == null)
                    bRef.compareAndSet(null,new B(someData));
            }
        }
        return bRef.get();
    }
}

class B{
    public B(String someData) {

    }
}