说说基本类型的final域重排序规则?

时间：2024-10-05 10:44:57

在 Java 中，final 关键字可以用于修饰类字段（属性）。对于基本类型的 final 字段，重排序行为遵循一些特定的规则。在讨论这些规则之前，首先理解以下几个概念是必要的。

1. final 字段初始化

  • 初始化一次：final 字段在构造器中一经赋值后就不能再被修改。对于基本数据类型，final 字段的值一旦被设定，就保持不变。
  • 确保可见性：如果一个线程看到一个对象的 final 字段的值，那么它也可以保证在此之前对该对象的其他 final 字段的值也能被正确地看到。

2. 重排序与编译器优化

  • 编译器和运行时环境（JVM）可能会对代码进行优化，包括指令重排序。这可能会影响代码的执行顺序，但 final 字段的特殊性使得它们受到一些特殊规则的保护。

3. final 字段的重排序规则

对于基本类型的 final 字段，重排序规则遵循以下原则（遵循 Java 内存模型的规范）：

  1. 写入 final 字段后的可见性：

    • 如果一个线程在构建对象时写入了 final 字段，其他线程在获取这个对象的引用后，能够看到已经完成的构造。这意味着，其他线程在读取 final 字段时，能够获得最新的值。

  2. 写操作顺序：

    • 在构造函数中对 final 字段的写操作，完成后会确保其他线程必须在此之后才能看到这些更新。这保证了对 final 字段写入的顺序性。

  3. 禁止重排序：

    • 对 final 字段的写入操作禁止重排序，以确保对该字段的写入在内存上是完整的。当你在构造函数中写入 final 字段时，JVM 会插入内存屏障（Memory Barriers），以防止指令重排序。

示例代码

class Example {
    private final int x;

    public Example() {
        x = 10; // 写入final字段
    }

    public int getX() {
        return x; // 确保可见性与顺序
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Example example = new Example();
        System.out.println(example.getX()); // 输出10
    }
}

在以上示例中，x 是一个 final 字段。在 Example 构造方法中赋值后，任何其他线程在获取 example 这个对象的引用后，都能正确看到 x 的值为 10。

总结

  1. final 字段保持一致性：对于基本类型的 final 字段，赋值后不会被修改，这一点在并发环境中非常重要。
  2. 防止重排序：对 final 字段的写操作禁止重排序，这保证了在构造期间写入的 final 字段的值在其他线程中具有可见性。
  3. 其他字段的可见性：如果一个对象的 final 字段已经被其他线程可见，那么它在构造函数中赋值的其他 final 字段的值同样是可见的。

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