java多线程学习(九)final的内存语义

               final域的重排序规则

对于final域，编译器和处理器要遵守两个重排序规则

1> 在构造函数内对一个final域的写入，与随后把这个构造函数的引用赋值给一个引用变量，两个操作不能重排序

2> 初次读一个包含final域对象的引用，和随后初次读这个final域，这两个操作不能重排序

class FinalExample{
	int i;//普通变量
	final int j;//final变量
	static FinalExample obj;
	public FinalExample(){//构造函数
		i = 1;//写普通域
		j = 2;//写final域
	}
	public static void writer(){//线程A写执行
		obj = new FinalExample();
	}
	public static void read(){//线程B读执行
		FinalExample fe = obj;//读取包含final域对象的引用
		int a = fe.i;//读取普通变量
		int b = fe.j;//读取final变量
	}
}

           写final域的重排序规则

写final域的操作不能重排序到构造函数之外，包含两个方面

1> JMM禁止编译器将写final域的操作重排序到构造函数外

2> 编译器会在final域的写入之后，构造函数return前，插入一个StoreStore屏障，这个屏障禁止处理器把final域的写重排序到构造函数之外

writer方法的调用，首先会构造一个实例，在将这个实例赋给一个引用,假设线程B读没有重排序的话

线程A中发生 写普通域的操作重排序到构造函数外面，读线程读取构造函数的引用，并去读普通域的值，就会读取到普通域的初值，而final域由于它的重排序特性，对final域的写入并不会重排序到构造函数外，这样读线程读取构造函数的引用是，就能正确读取到final域初始化后的值。

结论就是: 在一个对象的引用对一个线程可见前，能保证final变量被正确初始化，而普通域不具有这个特性，因为普通域的写入可能会重排序到构造函数外.也就是在多线程环境下，拿到一个对象的引用后，可能会出现它的普通属性的变量还没有被正确初始化的情况.

       读final域的重排序规则

读取一个final域的引用和随后读取这个final域，不能重排序

在多线程环境下，线程A执行writer方法中，final的写重排序规则，保证final域被其他线程初始化时候一定是正确初始化的，线程B执行reader方法，如果读取final域的操作重排序到读取包含final域的对象的引用之前，final变量都还没有被初始化，这是一个错误的读取操作，显然，当final引用读取之后，如果这个引用不为空，能够保证final变量被初始化过，这个读取就没有问题

结论:多线程环境下，final域的读取操作会重排序读取在包含final域的引用之后，但是普通域的读取操作可能排在，引用的前面。

       final域为引用类型

当final域是引用类型时，写final域的重排序规则对编译器和处理器增加下面约束:在构造函数内对一个final引用的对象的成员域的写入，和随后把这个构造函数的引用赋给一个引用变量，这两者之间不能重排序

class FinalReferenceExample{
	final int[] intArray;//为引用类型的final
	static FinalReferenceExample obj;
	public FinalReferenceExample(){//构造函数
		intArray = new int[1];//1
		intArray[0] = 1;//2
	}
	public static void writerOne(){//写线程A执行
		obj = new FinalReferenceExample();//3
	}
	public static void writerTwo(){//写线程B执行
		obj.intArray[0]=2;//4
	}
	public static void reader(){//读线程C执行
		if(obj!=null){//5
			int temp = obj.intArray[0];//6
		}
}

现在假设一种可能，写线程A执行完毕，写线程B执行，读线程C执行

写线程A执行，根据前面final域的重排序规则，操作1对final域的写入和操作2对final域的写入，不会重排序到操作3对象的引用赋给一个引用变量后面，也就是读线程C至少可以看到 intArray[0]为1，

而线程B的写入和线程C存在数据竞争，读线程C可能看不到线程B对intArray的写入，如果想要看到，需要同步来保证内存可见性.

     final引用不能从构造函数内溢出

写final域的重排序规则保证，在引用变量为任意线程可见之前，final域已经被正确初始化了，并且还要保证：

在构造函数内部，不能让这个对象的引用对其他线程可见，也就是对象引用不能在构造函数内溢出