java this引用逃逸詳解

更新時間：2020年12月01日 09:42:01 作者：Jian

這篇文章主要介紹了java this引用逃逸的相關資料，幫助大家更好的理解和使用Java，感興趣的朋友可以了解下

1、什么是This逃逸？

　　在構造器構造還未徹底完成前（即實例初始化階段還未完成），將自身this引用向外拋出并被其他線程復制（訪問）了該引用，可能會問到該還未被初始化的變量，甚至可能會造成更大嚴重的問題。

　　廢話不多說，看一下代碼

 /**
  * 模擬this逃逸
  * @author Lijian
  *
  */
 public class ThisEscape {
   //final常量會保證在構造器內完成初始化（但是僅限于未發(fā)生this逃逸的情況下，具體可以看多線程對final保證可見性的實現(xiàn)）
   final int i;
   //盡管實例變量有初始值，但是還實例化完成
   int j = 0;
   static ThisEscape obj;
   public ThisEscape() {
     i=1;
     j=1;
     //將this逃逸拋出給線程B
     obj = this;
   }
   public static void main(String[] args) {
     //線程A：模擬構造器中this逃逸,將未構造完全對象引用拋出
     /*Thread threadA = new Thread(new Runnable() {
       @Override
       public void run() {
         //obj = new ThisEscape();
       }
     });*/
     //線程B：讀取對象引用，訪問i/j變量
     Thread threadB = new Thread(new Runnable() {
       @Override
       public void run() {
               //可能會發(fā)生初始化失敗的情況解釋：實例變量i的初始化被重排序到構造器外，此時1還未被初始化
         ThisEscape objB = obj;
         try {
           System.out.println(objB.j);
         } catch (NullPointerException e) {
           System.out.println("發(fā)生空指針錯誤：普通變量j未被初始化");
         }
         try {
           System.out.println(objB.i);
         } catch (NullPointerException e) {
           System.out.println("發(fā)生空指針錯誤：final變量i未被初始化");
         }
       }
     });
       //threadA.start();
       threadB.start();
   }
 }

輸出結果：這說明ThisEscape還未完成實例化，構造還未徹底結束。

發(fā)生空指針錯誤：普通變量j未被初始化
發(fā)生空指針錯誤：final變量i未被初始化

另一種情況是利用線程A模擬this逃逸，但不一定會發(fā)生，線程A模擬構造器正在構造...而線程B嘗試訪問變量，這是因為

（1）由于JVM的指令重排序存在，實例變量i的初始化被安排到構造器外（final可見性保證是final變量規(guī)定在構造器中完成的）；

（2）類似于this逃逸，線程A中構造器構造還未完全完成。

所以嘗試多次輸出（相信我一定會發(fā)生的，只是概率相對低），也會發(fā)生類似this引用逃逸的情況。

/**
 * 模擬this逃逸
 * @author Lijian
 *
 */
public class ThisEscape {
  //final常量會保證在構造器內完成初始化（但是僅限于未發(fā)送this逃逸的情況下）
  final int i;
  //盡管實例變量有初始值，但是還實例化完成
  int j = 0;
  static ThisEscape obj;
  public ThisEscape() {
    i=1;
    j=1;
    //obj = this ;
  }
  public static void main(String[] args) {
    //線程A：模擬構造器中this逃逸,將未構造完全對象引用拋出
    Thread threadA = new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
        //構造初始化中...線程B可能獲取到還未被初始化完成的變量
        //類似于this逃逸，但并不定發(fā)生
        obj = new ThisEscape();
      }
    });
    //線程B：讀取對象引用，訪問i/j變量
    Thread threadB = new Thread(new Runnable() {
      @Override
      public void run() {
        //可能會發(fā)生初始化失敗的情況解釋：實例變量i的初始化被重排序到構造器外，此時1還未被初始化
        ThisEscape objB = obj;
        try {
          System.out.println(objB.j);
        } catch (NullPointerException e) {
          System.out.println("發(fā)生空指針錯誤：普通變量j未被初始化");
        }
        try {
          System.out.println(objB.i);
        } catch (NullPointerException e) {
          System.out.println("發(fā)生空指針錯誤：final變量i未被初始化");
        }
      }
    });
      threadA.start();
      threadB.start();
  }
}

2、什么情況下會This逃逸？

（1）在構造器中很明顯地拋出this引用提供其他線程使用（如上述的明顯將this拋出）。

（2）在構造器中內部類使用外部類情況：內部類訪問外部類是沒有任何條件的，也不要任何代價，也就造成了當外部類還未初始化完成的時候，內部類就嘗試獲取為初始化完成的變量

在構造器中啟動線程：啟動的線程任務是內部類，在內部類中xxx.this訪問了外部類實例，就會發(fā)生訪問到還未初始化完成的變量
在構造器中注冊事件，這是因為在構造器中監(jiān)聽事件是有回調函數(shù)（可能訪問了操作了實例變量），而事件監(jiān)聽一般都是異步的。在還未初始化完成之前就可能發(fā)生回調訪問了未初始化的變量。

在構造器中啟動線程代碼實現(xiàn)：

/**
 * 模擬this逃逸2：構造器中啟動線程
 * @author Lijian
 *
 */
public class ThisEscape2 {
  final int i;
  int j;
  public ThisEscape2() {
    i = 1;
    j = 1;
    new Thread(new RunablTest()).start();
  }
  //內部類實現(xiàn)Runnable：引用外部類
  private class RunablTest implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
      try {
        System.out.println(ThisEscape2.this.j);
      } catch (NullPointerException e) {
        System.out.println("發(fā)生空指針錯誤：普通變量j未被初始化");
      }
      try {
        System.out.println(ThisEscape2.this.i);
      } catch (NullPointerException e) {
        System.out.println("發(fā)生空指針錯誤：final變量i未被初始化");
      }
    }

  }
  public static void main(String[] args) {
    new ThisEscape2();
  }
}

構造器中注冊事件，引用網(wǎng)上的一段偽代碼將以解釋：

public class ThisEscape3 {
  private final int var;
 
  public ThisEscape3(EventSource source) {　　　　 //注冊事件，會一直監(jiān)聽，當發(fā)生事件e時，會執(zhí)行回調函數(shù)doSomething
    source.registerListener(　　　　　　　//匿名內部類實現(xiàn)
      new EventListener() {
        public void onEvent(Event e) {　　　　　　　　　　　 //此時ThisEscape3可能還未初始化完成，var可能還未被賦值，自然就發(fā)生嚴重錯誤
          doSomething(e);
        }
      }
    );
    var = 10;
  }
  // 在回調函數(shù)中訪問變量
  int doSomething(Event e) {
    return var;
  }
}

3、怎樣避免This逃逸？
　　（1）單獨編寫一個啟動線程的方法，不要在構造器中啟動線程，嘗試在外部啟動。

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

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

　　（2）將事件監(jiān)聽放置于構造器外，比如new Object()的時候就啟動事件監(jiān)聽，但是在構造器內不能使用事件監(jiān)聽，那可以在static{}中加事件監(jiān)聽，這樣就跟構造器解耦了

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

4、總結

　　this引用逃逸問題實則是Java多線程編程中需要注意的問題，引起逃逸的原因無非就是在多線程的編程中“濫用”引用（往往涉及構造器中顯式或隱式地濫用this引用），在使用到this引用的時候需要特別注意！

　　同時這會涉及到：final的內存語義，即final域禁止重排序問題（2020.11.22增加），包括寫final域與讀final域重排序兩個規(guī)則（參考資料《Java并發(fā)編程的藝術》）

以上就是java this引用逃逸詳解的詳細內容，更多關于java this引用逃逸的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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