看不见的锁 -- 对小程序的运行结果的解释

阅读更多

From: http://blog.sina.com.cn/u/4ad4a32e0100069e 

在以前的文章中，我提到一个有趣的小程序，现在就对它的行为做一解释。为方便起见，将那段代码重抄~如下：

class Init{
        static volatile boolean done = false;
        static {
                new Thread() {
                        public void run() {
                                System.out.println("enter thread");
                                done = true;
                        }
                }.start();

                while(!done);
        }
        public static void main(String[] args) {}
}

这个小程序不会终止。其主线程会陷入死循环，那个单独的线程会永远等待。为方便起见，称主线程为M，单独的线程为N。代码的执行过程大体如下：

1. M看到类Init, 获取Init.class上的锁，判断初始化是否正在进行，或着已完成。

2. 此时初始化既未进行，也未完成，于是M设一个标志表示初始化正在进行，然后释放Init.class上的锁

3. M开始初始化类Init, 完成对Init.done的初始化

4. M进入static块，启动N， 进入while循环

5. N开始运行，打印出"enter thread"，

6. N看到Init.done， 这是N第一次看到类Init, 所以像M一样，试图初始化Init。

7. 与步骤1类似，N 成功获取Init.class上的锁

8. N发现M所设的初始化正在进行的标志，N就释放Init.class的锁,并进入等待状态。

9. 由于N在等待，Init.done一直为false，M就一直在while中循环，不能退出static块.

10. 由于M对Init的初始化不能完成，所以N不能得到M的通知而退出等待。

可见，这是一个M和N的死锁问题。

一般而言，只要N引用类本身或类的成员，包括任何method或field，N都会先去初始化这个类从而陷入死锁。

但是有例外，例如如果N引用的是一个常变量（constant variable)，N 就不会去初始化这个类，例如如果Init有以下成员,  引用它就可以。

final boolean ok = false;

还有一个例外，以下语句出现在run()中也不会引发Init的初始化.

Init C = null;

以上所描述的答案和例外都可以在Java的语言规范中找到依据，有兴趣的人可以看看

http://java.sun.com/docs/books/jls/third_edition/html/execution.html#12.4

最后，有两个建议给大家：一是不要写这种晦涩的代码，一般而言，水平最高的代码是那种简洁易懂，使~人一望而知的代码，所谓洗尽铅华，归于平淡；二是万一遇到这样的代码，想彻底弄懂它，可以读一读Java语言规范和虚拟机规范，这两本书可是我们的倚天、屠龙。