2.4变动和最终变量（Volatile and Final Variables）

在前面的学习同步锁显示了两个属性：互斥和可见性。同步关键字连接着这两个属性。Java提供一个弱引用的仅仅用于同步可见性。它也连接着一个volatile的关键字。

假设你设计一个机制去停止一个线程（因为你不能用Thread的stop()方法，在这个任务中它是不安全的）。Listing2-2显现出了代码资源并于ThreadStoping的应用，和展示了你可能完成的任务。

Listing2-2

package com.owen.thread.chapter2;public class SynThreadStopping
{public static void main(String[] args){class StoppableThread extends Thread{private boolean stopped; // defaults to false@Overridepublic void run(){while (!stopped)System.out.println("running");}void stopThread(){stopped = true;}}StoppableThread thd = new StoppableThread();thd.start();try{Thread.sleep(1000); // sleep for 1 second} catch (InterruptedException ie){}thd.stopThread();}
}

Listing2-2main()方法声明了一个局部的类，全名为StoppableThread，它是Thread的子类。之后实例化StoppableThread，这个默认主线程开启一个线程连接着Thread对象。在线程死亡之前，它会先休眠一秒钟，然后调用StoppableThread的stop()方法。

StoppableThread在实例域声明一个stopped的变量，并且初始时的值是false，一个stopThread()方法设置stopped的值是true，一个run()方法在每一次循环时都会去检查stopped的值是否改变为true。

运行上在的程序，你需要观察运行信息的顺序。

当你的程序运行在单处理器或单核的机器上，你将可能观察到应用停止。

在一个多处理器机器或多核的唯一处理器上，你可能不会看到这个停止，因为每一个处理器或核可能有它自己的副本stopped在缓存中。当一个线程修改它自己域的副本，其它线程拷贝的stopped将为不会改变。

你可能决定使用同步关键字去确保这个拷贝的stopped，在仅仅一个主要的内存调用中。之后你给在一对临界区的资源代码中结束这个同步，这个可能出现在下面的例子Listing2-3

Listing2-3通过同步关键字去停止一个线程

package com.owen.thread.chapter2;public class SynThreadStopping2_3
{public static void main(String[] args){class StoppableThread extends Thread{private boolean stopped; // defaults to false@Overridepublic void run(){synchronized(this){while(!stopped)System.out.println("running");}}synchronized void stopThread(){stopped = true;}}StoppableThread thd = new StoppableThread();thd.start();try{Thread.sleep(1000); // sleep for 1 second} catch (InterruptedException ie){}thd.stopThread();}
}

Listing2-3是一个不好的思想，表现在两点：第一，尽管你仅仅需要去解决可见性问题，同步也解决了互斥问题（在这个例子中没有看到）。更重要的，在这个例子中你已经面临着一系列问题。

你要正确通过stopped来同步，但是你看同步阻塞在run()方法。注意while的循环。这个循环是不会结束的，因为线程执行循环体时，需要请求锁给当前的StoppableThread对象（通过synchronized(this)），和任何企图通过主线程去请求stopThread()中的对象，都会导致主线程的阻塞，因为主线程也需要同样的锁。

你可以通过局部变量来解决这个问题，在同步阻塞中注册stopped的值给这个变量，如下代码：

@Overridepublic void run(){boolean _stopped = false;while (!_stopped){synchronized (this){_stopped = stopped;}System.out.println("running");}}

然而，这个问题是混乱的和浪费资源的，因为当企图去请求锁时，应用需要花销，和每一次循环时都要去完成这个任务。Listing2-4的例子会更高效和更清晰。

package com.owen.thread.chapter2;public class SynThreadStopping2_4
{public static void main(String[] args){class StoppableThread extends Thread{private volatile boolean stopped; // defaults to false@Overridepublic void run(){while (!stopped)System.out.println("running");}void stopThread(){stopped = true;}}StoppableThread thd = new StoppableThread();thd.start();try{Thread.sleep(1000); // sleep for 1 second} catch (InterruptedException ie){}thd.stopThread();}
}

因为stopped被标记为volatile，每个线程都会通过主内存拷贝这个变量的副本，而不是通过缓存副本。这个应用将会停止，尽管在多处理器机器或多核机器。

Caution 使用volatile仅仅在这里可见性上发挥作用。你也可以声明这个字节在上下文领域（如果你试图让一个局部变量中加入volatile，那么你将会收到错误信息。）最后，你可以声明double和long域的volatitle,避免在32位的JVM，因为它需要两个操作访问double或long的变量值，和互斥（通过同步）需要访问他们的安全价值。

当全局的变量声明为volatile,它就不能再声明为final。然而，这并不是个问题，因为Java也可以让你安全通过final的局部却不需要同步。为了去解决缓存的问题，在DeadlockDemo的例子,我标记了两个lock1和lock2为final，当然我也可以标记为volatile。

你将会经常使用final去帮助你在一个不变的上下文类中确保线程安全。思考Listing2-5.

Listing2-5创建一个不变的和线程安全的类。

package com.owen.thread.chapter2;import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;public final class Planets
{private final Set<String> planets = new TreeSet<>();public Planets(){planets.add("Mercury");planets.add("Venus");planets.add("Earth");planets.add("Mars");planets.add("Jupiter");planets.add("Saturn");planets.add("Uranus");planets.add("Neptune");}public boolean isPlanet(String planetName){return planets.contains(planetName);}
}

Listing2-5显现一个不变的Planets的类，它的对象存储一个Set的集合中。尽管Set集合是可以改变的，这个类的设计防止在构造函数退出后修改集合。通过声明planets为final，这个引用存储在这个局部并且不能改变。然而，这个引用不能被缓存，所以这个缓存变量问题不存在。

Java提供一个特殊的安全线程确保不变量对象。这个对象可以在多线程中安全被调用，即使不使用同步来显示它们的引用，只要遵守以下规则：

不变对象不允许状态改变。

所有的全局都要声明为final.

对象必须正常被构造，这样“this”引用也不会从构造器逃逸。

最后一点问题可能会有点混淆，下面的例子说明了“this”引用从构造器中逃逸现象。

public class ThisEscapeDemo
{
private static ThisEscapeDemo lastCreatedInstance;
public ThisEscapeDemo()
{
lastCreatedInstance = this;
}
}

源码下载：git@github.com:owenwilliam/Thread.git

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