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Java基础教程之this引用逃逸

[日期:2018-08-02] 来源:Linux社区  作者:jian0110 [字体: ]

1、什么是This逃逸?

  在构造器构造还未彻底完成前(即实例初始化阶段还未完成),将自身this引用向外抛出并被其他线程复制(访问)了该引用,可能会问到该还未被初始化的变量,甚至可能会造成更大严重的问题。

  废话不多说,看一下代码

/**
 * 模拟this逃逸
 * @author Lijian
 *
 */
public class ThisEscape {
    //final常量会保证在构造器内完成初始化(但是仅限于未发生this逃逸的情况下,具体可以看多线程对final保证可见性的实现)
    final int i;
    //尽管实例变量有初始值,但是还实例化完成
    int j = 0;
    static ThisEscape obj;
    public ThisEscape() {
        i=1;
        j=1;
        //将this逃逸抛出给线程B
        obj = new ThisEscape();
    }
    public static void main(String[] args) {
        //线程A:模拟构造器中this逃逸,将未构造完全对象引用抛出
        /*Thread threadA = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //obj = new ThisEscape();
            }
        });*/
        //线程B:读取对象引用,访问i/j变量
        Thread threadB = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
            31                //可能会发生初始化失败的情况解释:实例变量i的初始化被重排序到构造器外,此时1还未被初始化
                ThisEscape objB = obj;
                try {
                    System.out.println(objB.j);
                } catch (NullPointerException e) {
                    System.out.println("发生空指针错误:普通变量j未被初始化");
                }
                try {
                    System.out.println(objB.i);
                } catch (NullPointerException e) {
                    System.out.println("发生空指针错误:final变量i未被初始化");
                }
            }
        });
            //threadA.start();
            threadB.start();
    }
}

输出结果:这说明ThisEscape还未完成实例化,构造还未彻底结束。

发生空指针错误:普通变量j未被初始化
发生空指针错误:final变量i未被初始化

另一种情况是利用线程A模拟this逃逸,但不一定会发生,线程A模拟构造器正在构造...而线程B尝试访问变量,这是因为

(1)由于JVM的指令重排序存在,实例变量i的初始化被安排到构造器外(final可见性保证是final变量规定在构造器中完成的);

(2)类似于this逃逸,线程A中构造器构造还未完全完成。

所以尝试多次输出(相信我一定会发生的,只是概率相对低),也会发生类似this引用逃逸的情况。

/**
 * 模拟this逃逸
 * @author Lijian
 *
 */
public class ThisEscape {
    //final常量会保证在构造器内完成初始化(但是仅限于未发送this逃逸的情况下)
    final int i;
    //尽管实例变量有初始值,但是还实例化完成
    int j = 0;
    static ThisEscape obj;
    public ThisEscape() {
        i=1;
        j=1;
        //obj = new ThisEscape();
    }
    public static void main(String[] args) {
        //线程A:模拟构造器中this逃逸,将未构造完全对象引用抛出
        Thread threadA = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //构造初始化中...线程B可能获取到还未被初始化完成的变量
                //类似于this逃逸,但并不定发生
                obj = new ThisEscape();
            }
        });
        //线程B:读取对象引用,访问i/j变量
        Thread threadB = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //可能会发生初始化失败的情况解释:实例变量i的初始化被重排序到构造器外,此时1还未被初始化
                ThisEscape objB = obj;
                try {
                    System.out.println(objB.j);
                } catch (NullPointerException e) {
                    System.out.println("发生空指针错误:普通变量j未被初始化");
                }
                try {
                    System.out.println(objB.i);
                } catch (NullPointerException e) {
                    System.out.println("发生空指针错误:final变量i未被初始化");
                }
            }
        });
            threadA.start();
            threadB.start();
    }
}

2、什么情况下会This逃逸?

(1)在构造器中很明显地抛出this引用提供其他线程使用(如上述的明显将this抛出)。

(2)在构造器中内部类使用外部类情况:内部类访问外部类是没有任何条件的,也不要任何代价,也就造成了当外部类还未初始化完成的时候,内部类就尝试获取为初始化完成的变量
•在构造器中启动线程:启动的线程任务是内部类,在内部类中xxx.this访问了外部类实例,就会发生访问到还未初始化完成的变量
•在构造器中注册事件,这是因为在构造器中监听事件是有回调函数(可能访问了操作了实例变量),而事件监听一般都是异步的。在还未初始化完成之前就可能发生回调访问了未初始化的变量。

在构造器中启动线程代码实现:

/**
 * 模拟this逃逸2:构造器中启动线程
 * @author Lijian
 *
 */
public class ThisEscape2 {
    final int i;
    int j;
    public ThisEscape2() {
        i = 1;
        j = 1;
        new Thread(new RunablTest()).start();
    }
    //内部类实现Runnable:引用外部类
    private class RunablTest implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            try {
                System.out.println(ThisEscape2.this.j);
            } catch (NullPointerException e) {
                System.out.println("发生空指针错误:普通变量j未被初始化");
            }
            try {
                System.out.println(ThisEscape2.this.i);
            } catch (NullPointerException e) {
                System.out.println("发生空指针错误:final变量i未被初始化");
            }
        }
       
    }
    public static void main(String[] args) {
        new ThisEscape2();
    }
}

构造器中注册事件,引用网上的一段伪代码将以解释:

public class ThisEscape3 {
    private final int var;
 
    public ThisEscape3(EventSource source) {
     //注册事件,会一直监听,当发生事件e时,会执行回调函数doSomething
        source.registerListener(
       //匿名内部类实现
            new EventListener() {
                public void onEvent(Event e) {
            //此时ThisEscape3可能还未初始化完成,var可能还未被赋值,自然就发生严重错误
                    doSomething(e);
                }
            }
        );
        var = 10;
    }
    // 在回调函数中访问变量
    int doSomething(Event e) {
        return var;
    }
}

3、怎样避免This逃逸?

  (1)单独编写一个启动线程的方法,不要在构造器中启动线程,尝试在外部启动。

...
private Thread t;
public ThisEscape2() {
    t = new Thread(new EscapeRunnable());
}

public void initStart() {
    t.start();
}
...

  (2)将事件监听放置于构造器外,比如new Object()的时候就启动事件监听,但是在构造器内不能使用事件监听,那可以在static{}中加事件监听,这样就跟构造器解耦了


复制代码
static{
    source.registerListener(
            new EventListener() {
                public void onEvent(Event e) {
                    doSomething(e);
                }
            }
        );
        var = 10;
    }
}   

4、总结

  this引用逃逸问题实则是Java多线程编程中需要注意的问题,引起逃逸的原因无非就是在多线程的编程中“滥用”引用(往往涉及构造器中显式或隐式地滥用this引用),在使用到this引用的时候需要特别注意!

Linux公社的RSS地址:https://www.linuxidc.com/rssFeed.aspx

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