是否必须在多线程环境中为长类型实例常量声明 volatile？

Question

我有一个多线程 Java 程序，其中很少有 long 类型的常量在由多个线程调用的函数中读取。这些读取/赋值操作在synchronized 块之外，并且这些常量在与被调用的函数/synchronized 块相同的类中声明。

将这些长常量设为volatile 是否可取？一旦初始化，这些常量就不会被改变。我没有看到任何不正确的程序行为，但只是想澄清一下。

这是伪代码，

public class ThreadSafeClass {
private long long_val = 100;

public int calculate(){

long local_long=long_val;

synchronized(this){
  //use local_long
}}}

Answer 1

如果long 常量被声明为final 并且它们被安全地发布¹，那么它们不需要被声明为volatile。 final 字段的特殊属性在 JLS 17.5 中指定。

如果long常量不是final，那么你需要做更深层次的分析来确定它们是否真的是常量，以及初始化的结果是否对所有线程都是可见的。

将（非final）常量声明为volatile 可以实现这一点，但这不是一个好的（有效）方法。深入分析（即仔细分析之前发生的关系）可能会发现volatile 是不必要的。例如，如果一个线程初始化了常量，然后在所有其他使用它们的线程上调用start()，那么（我认为）你可以不使用volatile，也不需要其他同步。

但是...将常量声明为final 是更稳健的方法²。

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在您更新的问题中重新添加伪代码：

1. 伪代码版本不正确，即使假设它没有在其他任何地方更改。问题在于是否保证所有线程都能看到 initial 值。问题是内存模型不需要long_val 被创建ThreadSafeClass 实例的线程刷新。这意味着另一个线程在调用calculate() 时可以看到默认初始值（零）。

2. 如果local_long 被初始化在synchronized 块内，则伪代码是正确的。

3. 如果long_val 是final 或volatile, then thesynchronized` 块将不需要（至少为此目的）。 （出于不同的原因......）

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^{1 - 基本上，您需要确保在“final”生效之前没有其他线程使用常量字段。对于最终实例字段，这意味着在构造函数返回之前。对于 final 静态字段，这意味着在类初始化完成之前......当然要注意作为编译时常量的静态 final 字段的处理方式不同。}

^{2 - 我不包括使用反射来更改 final 字段的极端情况。那是邪恶的，它使所有关于可见性的保证无效。只是不要这样做。}

Answer 2

如果某个东西是常数，它的值就不能改变。

我看到volatile 关键字的方式基本上是缓存警察。这将确保如果变量的值发生更改，则更改会反映在访问该变量的所有线程上。

但是由于常量永远不会改变，所以它永远没有任何用处，因为您不会因为缓存而遇到挂起或任何事情。由于常量通常标记为final，因此没有必要。

这是我所说的挂起示例：

static boolean done = false;
public boolean isDone() 
{
    return done;
}

在另一个线程上...

// do something, wait until this other thing is done...

while (! isDone()) 
{
    // Even if the thing becomes done, this is infinite: the value has been cached.
}

// when something else is done, then do the next thing.

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还有一点，如果常量已经是final，那么将其标记为volatile 也会导致编译错误。干杯:)